Особенности естественного возобновления основных лесообразующих пород в различных лесорастительных условиях Омской области

Природопользование

DOI: 10.12737/6268 УДК 630*231

ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ

ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД В РАЗЛИЧНЫХ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ

УСЛОВИЯХ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В. М. Сидоренков1

И. Г. Трушина1

Э. В. Дорощенкова1

1 - ФБУ «Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства»,

г. Пушкино, Российская Федерация

Изложены результаты исследований естественного возобновления основных лесообразующих пород (березы, сосны) в различных лесорастительных условиях на территории Омской области на основе обработки и анализа данных 58 пробных площадей. Приведено зонирование области по типам условий лесовозобновления с учетом природных факторов, включающих рельеф местности, дифференциацию почвенно-гидрологических условий и типологических особенностей лесных насаждений. Комплексный геоинформационный анализ природных факторов позволил выделить малопригодные территории для создания естественных и искусственных насаждений из-за периодического поднятия уровня грунтовых вод и периодического подтопления. Зонирование территории области по дифференциации условий лесовозобновления может быть использовано в дальнейшем для разработки системы лесохозяйственных мероприятий содействия естественному возобновлению.

Ключевые слова: естественное лесовозобновление, основные лесообразующие породы, типы условий лесовозобновления, геоинформационный анализ, зонирование территории.

FEATURES OF NATURAL REGENERATION OF THE MAIN TREE SPECIES IN DIFFERENT FOREST CONDITIONS IN OMSK REGION PhD in Agriculture, Senior Researcher V. M. Sidorenkov1

I. G. Trushina1 E. V. Doroshchenkova1

1 - FBI «All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry»,

Pushkino, Russian Federation

Abstract

This article states the result of research at terms of natural regeneration of main forestforming species (birch, pine) in different silvicultural conditions in Omsk region that based at processed data from 58 test plots. Zoning of the region for reforestation types is given, taking into account environmental factors, including topography, soil and differentiation of hydrological conditions and typological characteristics of forest stands. Integrated geoinformation analysis of natural

48

Лесотехнический журнал 3/2014

Природопользование

factors allowed to identify areas unsuitable for the creation of natural and artificial plantations due to the periodic rising groundwater and periodic flooding. Zoning of the area for reforestation activities differentiation can be used in future to develop a system of forest management activities for promotion of natural regeneration.

Keywords: natural regeneration, main forest forming species, types of conditions of reforestation, geoinformation analysis, zoning of the area

В настоящее время накоплен значительный опыт разработки и совершенствования мероприятий по лесовозобновлению для разных типологических условий, включая и аридные зоны, одной из которых является подтаежно-лесостепной район Омской области [1, 3, 5, 7, 9]. Анализ динамики лесовосстановления основных лесообразующих пород (березы, сосны) после сплошных рубок на территории области показывает, что в значительной части случаев достичь формирования проектируемых характеристик насаждений не удается. Причины заключаются не только в качестве работ по лесовосстановлению, но и в недостаточном учете лесорастительных условий. В результате применяются необоснованные способы посадки лесных культур и мероприятий содействия естественному лесовозобновлению, что существенно снижает эффективность проводимых работ, а в ряде случаев приводит к отрицательному результату и снижению устойчивости лесных насаждений.

Применение современных геоинформационных методов анализа территории дает возможность комплексно, с учётом рельефа местности, ландшафтов, почвенного, гидрологического разнообразия, типологических особенностей лесных участков оценить влияние природных факторов на естественное возобновление основных лесообразующих

пород. При осуществлении геоинформационного анализа территории использовались методические подходы по лесной типологии, сформулированные в работах Д.В. Воробьева [1], Б.П. Колесникова [2], Г.В. Крылова [4]. Дальнейшая систематика и группировка лесорастительных условий на основе комплексного подхода на базе геоинформационных технологий, сочетающаяся с результатами полевых исследований, позволит определить эффективность различных мероприятий по естественному лесовосстановлению на территории Омской области.

При проведении зонирования придерживались основных принципов, определяющих условия произрастания и возобновления лесных пород:

- условия произрастания определяются комплексом почвенно-гидрологических и климатических факторов;

- для каждой лесообразующей породы существует оптимум лесорастительных условий, за пределами которых наблюдается уменьшение ее продуктивности;

- продуктивность лесообразующих пород снижается с уменьшением степени богатства почвы. В большинстве случаев снижение составляет одну ступень бонитета. Исключение может наблюдаться при ограничивающих распространение породы факторах, где происходит уменьшение продуктивности более чем на класс бонитета.

Лесотехнический журнал 3/2014

49

Природопользование

Предварительный анализ территории области показал существенную зависимость условий произрастания лесообразующих пород от факторов плодородия и богатства почвы, гидрологии территории, поэтому эти признаки уточнялись при проведении зонирования территории по условиям лесовозобновления на основе экспериментальных данных.

Полученные результаты исследований отражают общую динамику изменения продуктивности насаждений в зависимости от условий произрастания, объединяющих трофотопы и гигротопы. Геоинформационный анализ этих показателей осуществлен с учетом рельефа местности, дифференциации почвенного плодородия, уровня залегания поверхностных грунтовых вод, что позволило получить общность эдатопов и гигротопов, характеризующих определённые условия произрастания. Объединение полученных в результате исследований эдатопов с группами типов лесов осуществлено на основе рекомендаций Б.П. Колесникова [2] с учетом оценки естественного лесовосстановления на вырубках. Результаты обработки данных 58 пробных площадей позволили определить динамику естественного возобновления леса в зависимости от лесорастительных условий, характеризующих процессы лесовосстановления на вырубках, как от природных факторов, так и произрастающего до рубки насаждения.

Учитывая потенциал семенного возобновления хвойных и мягколиственных пород, в различных типологических условиях, определяемых плодородием и влажностью почвы, выделено пять типов условий естественного лесовозобновления. Их

характеристика приведена в таблице.

Проведенный анализ показывает, что на территории Омской области преобладают преимущественно относительно благоприятные (31 %), относительно неблагоприятные (23 %) и неблагоприятные условия (36 %) для естественного лесовозобновления основных лесообразующих пород (рис. 1).

Благоприятные и относительно благоприятные условия естественного лесовозобновления основных лесообразующих пород преобладают в южно-таежном лесном районе, в котором наблюдается хорошее естественное лесовосстановление хвойных и лиственных пород. Основными ограничивающими факторами лесовосстановления хвойных пород для этих условий является быстрое задернение площади вырубок, часто повторяющиеся низовые пожары, интенсивное вегетативное и семенное возобновление мягколиственных пород. В этих условиях наиболее эффективным мероприятием естественного восстановления хвойных пород является минерализация почвы.

В естественных условиях формируются хвойные и мягколиственные насаждения не ниже второго класса бонитета. Средний запас насаждений в приспевающих и спелых древостоях превышает 300 м3 на га. Большая часть насаждений вовлечена в хозяйственную деятельность. Высокая степень антропогенной нагрузки на лесные экосистемы в районе южной тайги приводит к смене породного состава лесов. Созданию благоприятных условий для формирования мягколиственных насаждений способствует также несбалансированность подходов по лесовосстановлению и последующим рубкам ухода.

50

Лесотехнический журнал 3/2014

Природопользование

Таблица

Определение способа лесовосстановления в зависимости от потенциала последующего естественного лесовозобновления в различных условиях Омской области

Типы условий лесовозобновления Потенциал последующего естественного лесовозобновления

Благоприятные, сухие и свежие типы леса с преобладанием хорошо дренированных почв легкого механического В период через 5 лет после рубки количество самосева хвойных пород и березы на минерализованных участках почвы может достигать 5-25 тыс. шт./га. Возобновление хвойных пород зависит от наличия обсеменителей и степени зарастания вырубки. При задернении вырубок вейником период лесовозобновления может затягиваться на более длительный срок. При уничтожении напочвенного покрова ин-

состава тенсивным низовым пожаром в семенной год формируется хорошее естественное возобновление как хвойных, так и лиственных пород. Минерализация почвы является эффективным способом содействия естественному лесовозобновлению.

Относительно благо- На минерализованных участках почвы семенное возобновление хвойных и мягко-

приятные, свежие типы леса с богатыми лиственных пород может достигать 5 тыс. шт./га, но к пятилетнему возрасту выживает не более 3 тыс. шт/га. Основным сдерживающим фактором семенного ле-

серыми лесными или дерново-луговыми почвами совозобновления является сильное развитие травяного покрова сразу после рубки древостоя. К основным типам вырубок относятся вейниково-разнотравные. На появление и выживание семенного лесовозобновления благоприятно влияют интенсивные низовые пожары в семенные года, которые уничтожают лесную подстилку. Интенсивное семенное и вегетативное возобновление осины в этих условиях также затрудняет восстановление целевых пород. Минерализация почвы эффективна только в сочетании с применением гербицидов селективного действия.

Относительно небла- Хорошее плодородие верхних горизонтов почвы способствует формированию вей-

гоприятные, свежие и влажные условия произрастания на тяжелых почвах черноземносолонцового комплекса. Солонцы хорошей и удовлетворительной лесопригодности никово-разнотравного покрова в первые 2 года после рубки, что затрудняет семенное возобновление хвойных и мягколиственных пород. В результате замедленного семенного и куртинного порослевого лесовозобновления формируются березняки с участием в разной степени в составе насаждений осины. Плужная минерализация почвы оголяет солонцовые горизонты почвы, неблагоприятные для самосева сосны, березы и малоэффективна, так как минполосы быстро зарастают травами, устойчивыми к засолению почвы. Перспективно удаление травяного покрова быстро разлагающимися в почве гербицидами. Возможность создания лесных культур хвойных пород определяется степенью засоления почв и их гидрологическим режимом.

Неблагоприятные, солонцы ограниченной и условной лесопригодности Данная категория характерна для сильно засоленных почв. Из-за низкой дрениро-ванности почвы, которая имеет тяжелый механический состав, и подъема уровня грунтовых вод образуется переувлажнение и засоление почвы, что создает неблагоприятные условия для возобновления основных лесообразующих пород. Для данных условий характерно куртинное произрастание порослевых насаждений березы IV-V классов бонитета (колки). При длительном подъеме уровня грунтовых вод возможна деградация березовых древостоев. Лесные культуры хвойных пород в данных условиях выпадают из насаждения в течение 15-20 лет.

Крайне неблагоприятные, нелесопригодные солонцы, болотные почвы Данная категория не используется в лесохозяйственной деятельности, из-за низкой продуктивности и трудной доступности лесных ресурсов

Лесотехнический журнал 3/2014

51

Природопользование

Относительно-неблагоприятные и неблагоприятные условия характерны для подтаежно-лесостепного района Омской области. В данных условиях произрастают березовые формации лесов не выше третьего класса бонитета. Средний запас насаждений редко превышает 200 м3. Значительная часть насаждений березы имеет условно-разновозрастную структуру. На участках нарушенных рубками формируются в основном порослевые березово-осиновые древостои. Насаждения хвойных пород в этих условиях в основном созданы искусственно. Их произрастание зависит от почвенно-гидрологических особенностей (степени засоления почвы и уровня подъема грунтовых вод). Естественные насаждения сосны встречаются на второй и третей террасе Иртыша и его притоков на песчаных слабосуглинистых почвах. Сдерживающими факторами естественного лесовосстановления в этих условиях является интенсивное зарастание в первые годы после рубки напочвенного покрова вейником и другими злаковыми растениями, а также различная засоленность почв, характеризующая близкое залегание поверхностных, средне и сильно минерализованных вод.

Результаты геоинформационного анализа, на основе которых разработано зонирование территории по типам лесорастительных условий (рис. 1, 2), позволили установить, что засоление почв характерно для лесничеств, располагающихся в центральной части подтаежно-лесостепного района (относительно неблагоприятные и неблагоприятные условия лесовозобновления). К ним относятся восточная часть Кру-тиненского, большая часть Тюкалинского,

Называевского лесничеств, а также часть Большереченского и Саргатского лесничеств. Другие лесничества, располагающиеся в южной части Омской области, имеют вкрапления засоленных почв.

Слабая дренированность почв черноземного вида и близкое залегание грунтовых вод создает специфические гидрологические условия, которые в последующем приводят к накоплению легкорастворимых солей. При подъеме уровня грунтовых вод более чем на 3-4 м от поверхности наблюдается вымокание лесов и деградация насаждений. В разработанном зонировании по условиям произрастания основных лесообразующих пород в зависимости от влажности почвы, участки, где высок риск вымокания лесов, обозначены как территории с высоким риском подтопления (рис. 2). Эти участки из-за высокого риска их подтопления целесообразно исключить из лесокультурного фонда.

По результатам исследований восстановление лесов в относительно неблагоприятных и неблагоприятных типах лесовозобновления должно осуществляться за счет мероприятий содействия естественному вегетативному возобновлению березовых насаждений.

Таким образом, на основании комплексного анализа природных факторов разработано зонирование Омской области по условиям лесовозобновления основных лесообразующих пород. Полученные результаты исследований рекомендуется использовать в качестве базы для более эффективной организации работ по проведению лесохозяйственных мероприятий содействия естественному лесовозобновлению в условиях Омской области.

52

Лесотехнический журнал 3/2014

Природопользование

Условия лесовозобновления Благоприятные Относительно благоприятные Относительно неблагоприятные Неблагоприятные Крайне неблагоприятные Рис. 1. Типы условий лесовозобновления основных лесообразующих пород на территории

Омской области

Лесотехнический журнал 3/2014

53

Природопользование

Условия произрастания

Высокий риск подтопления I I Сырые  Влажные I I Свежие  Сухие

Рис. 2. Типы лесорастительных условий по влажности почвы на территории Омской области

54

Лесотехнический журнал 3/2014

Природопользование

Библиографический список

1. Воробьев, Д. В. Типы лесов Европейской части СССР [Текст] : учеб. / Д. В. Воробьев.

- Киев, 1953. - 502 с.

2. Колесников, Б. П. О комплексном районировании лесных территорий [Текст] / Б. П. Колесников // Вопросы лесоведения. - Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1973. - Т. 2. - С. 34-45.

3. Колесников, Б. П. Основные итоги изучения естественного возобновления на концентрированных вырубках в лесах Свердловской области [Текст] / Б. П. Колесников // Сб. "Проблемы флоры и фауны Урала": Тр. ин-та биологии УФПН СССР. - Свердловск, 1960. - Вып. 14. - С. 3-21.

4. Крылов, Г. В. Лесные ресурсы и лесорастительное районирование Сибири и Дальнего Востока [Текст] : учеб. / Г. В. Крылов. - Новосибирск, 1962. - 240 с.

5. Кудрявцев, К. А. Некоторые особенности возобновления березы [Текст] /

К. А. Кудрявцев // Лесн. хоз-во. - 1955. - № 5. - С. 24-28.

6. Луганский, H.A. Березняки Среднего Урала [Текст] : учеб. / H. A. Луганский, Л. А. Лысов. - Свердловск: Изд- во Урал, ун-та, 1991. - 100 с.

7. Побединский, А. В. Рубки главного пользования [Текст] : учеб. / А. В. Побединский.

- М.: Лесная промышленность, 1980. - 192 с.

8. Правила лесовосстановления. Утверждены Приказом МПР России от 16.07.2007 N 183.

9. Фрейберг, И. А. Эколого-биологическое обоснование создания лесных культур в лесостепи Зауралья [Текст] : учеб. пособие / И. А. Фрейберг, О. В. Толкач. - Екатеринбург: УрОРАН, 2009. - 85 с.

References

1. Vorobyev D.V. Types of forests of the European part of the USSR [Vorob'ev D.V. Tipy lesov Evropejskoj chasti SSSR]. Kyiv, 1953, 502 p. (In Russian).

2. Kolesnikov B.P. On the complex zoning of forest areas [Kolesnikov B.P. O kompleksnom rajonirovanii lesnyh territory]. Voprosy lesovedenija - Questions of Forest Science, Krasnoyarsk, 1973, vol. 2, pp. 34-45. (In Russian).

3. Kolesnikov B.P. The main results of the study of the natural regeneration on concentrated clearings in the forests of the Sverdlovsk region [Kolesnikov B.P. Osnovnye itogi izuchenija estest-vennogo vozobnovlenija na koncentrirovannyh vyrubkah v lesah Sverdlovskoj oblasti. Sb. ”Problemy flory i fauny Urala”: Tr. in-ta biologii UFPNSSSR]. Coll. Problems of the flora and fauna of the Urals": works. Inst of Biology of UFPN USSR, Sverdlovsk, 1960, Issue. 14, pp. 3-21. (In Russian).

4. Krylov G.V. Forest resources and forest vegetation zoning of Siberia and the Far East [Krylov G.V. Lesnye resursy i lesorastitel'noe rajonirovanie Sibiri i Dal'nego Vostoka]. Novosibirsk, 1962, 240 p. (In Russian).

5. Kudryavtsev K.A. Some features of the resumption of birch [Kudrjavcev K.A. Nekotorye oso-bennosti vozobnovlenija berezy]. Lesnoe hozjajstvo - Forestry, 1955, no. 5, pp. 24-28. (In Russian).

Лесотехнический журнал 3/2014

55

Природопользование

6. Lugansky N.A., Lysov L.A. Birch stands of Middle Urals [Lugansky N.A., Lysov L.A. Be-reznjaki Srednego Urala]. Sverdlovsk, 1991, 100 p. (In Russian).

7. Pobedinsky A.V. Felling [Pobedinskij A.V. Rubki glavnogo pol'zovanija]. Moscow, Forestry Industry, 1980, 192 p. (In Russian).

8. Rules of reforestation. Approved by the Order of the Russian Ministry of Natural Resources of 16.07.2007 N 183 [Pravila lesovosstanovlenija. Utverzhdeny Prikazom MPR Rossii ot 16.07.2007 N 183.]. (In Russian).

9. Freyberg I.A., Tolkach O.V. Ecological and biological study for the establishment of forest plantations in the forest steppe of Transurals [Freyberg I.A., Tolkach O.V. Jekologo-biologicheskoe obosnovanie sozdanija lesnyh kul'tur v lesostepi Zaural'ja]. Ekaterinburg, 2009, 85 p. (In Russian).

Сведения об авторах

Сидоренков Виктор Михайлович - заведующий отделом лесоводства, лесоустройства и лесной таксации ФБУ «Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства», кандидат сельскохозяйственных наук, Старший научный сотрудник, г. Пушкино, Российская Федерация; e-mail: forestvniilm@yandex.ru.

Трушина Ирина Геннадьевна - заведующий отделом лесопользования и лесного проектирования ФБУ «Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства», г. Пушкино, Российская Федерация; e-mail: forestvniilm@yandex.ru.

Дорощенкова Эльвира Валерьевна - научный сотрудник отдела лесоводства, лесоустройства и лесной таксацииФБУ «Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства», г. Пушкино, Российская Федерация; e-mail: forestvniilm@yandex.ru.

Information about authors

Sidorenkov Victor Mikhaylovich - Head of the Department of Forest Science, Forestry and Forest Inventory of FBI «All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry», PhD in Agriculture, Senior Researcher, Pushkino, Russian Federation; e-mail: fo-restvniilm@yandex.ru.

Trushina Irina Gennadievna - Head of the Department of Forest Management and Forest Engineering of FBI «All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry», Pushkino, Russian Federation; e-mail: forestvniilm@yandex.ru.

Doroshchenkova Elvira Valeryevna - Researcher at the Department of Forest Science, Forestry and Forest Inventory of FBI «All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry», Pushkino, Russian Federation; e-mail: forestvniilm@yandex.ru.

56

Лесотехнический журнал 3/2014