Изучение роста смешанных лесных культур на каменистых почвах в Северном Казахстане

УДК 630.232

ИЗУЧЕНИЕ РОСТА СМЕШАННЫХ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР НА КАМЕНИСТЫХ ПОЧВАХ В СЕВЕРНОМ КАЗАХСТАНЕ

© 2016

Кабанова Светлана Анатольевна, кандидат биологических наук, заведующая отделом воспроизводства лесов и лесоразведения

Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации,

Щучинск (Казахстан) Данченко Матвей Анатольевич, кандидат географических наук, доцент кафедры лесного хозяйства и ландшафтного строительства

Биологический институт Томского государственного университета, Томск (Россия) Борцов Валерий Анатольевич, младший научный сотрудник

Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации,

Щучинск

Аннотация. Целью исследований являлось определение наиболее экономичных и эффективных методов выращивания искусственных насаждений на склоне крутизной 12-15°. Объектами исследований являлись 45-летние смешанные лесные культуры в Акмолинской области. Культуры произрастают на сопке со склонами западной и юго-восточной экспозиции. При создании лесных культур были использованы различные способы обработки почвы. Сохранность сосны обыкновенной изменялась от 36,0% (западный склон) до 70,0% (юго-восточный склон). Более однородным ростом отличались культуры, посаженные на полосах шириной 5-7 м на западном склоне. Рост лиственницы практически не различался по пробным площадям, вне зависимости от количественного состава. Наименьшая сохранность (53,5%) была на юго-восточном склоне на средней части, наибольшая - там же на шлейфе (73,1%). Высота и диаметр лиственницы сибирской, произрастающих на полосах шириной 3-5 м на юго-восточном склоне, в 1,1 раза больше, чем на западном склоне. Сохранность березы на пробах составила 47,7 и 56,4%, средняя высота - 13,1 м, средний диаметр - 13,4 см. Для 45-летнего возраста биометрические показатели березы повислой небольшие, т.к. условия произрастания для данной породы весьма неблагоприятные. Культуры сосны обыкновенной, созданные посевом на возвышенной части склона, отстают по росту от культур, созданных посадкой, но имеют более высокие показатели сохранности. Наиболее оптимальным способом является обработка почвы полосами шириной от 3 до 7 м. На плужных бороздах сосна обыкновенная росла хуже, чем на других вариантах.

Ключевые слова: смешанные лесные культуры, сосна обыкновенная, лиственница сибирская, береза повислая, обработка почвы, полосы, посадка деревьев, биометрические показатели, устойчивые лесные культуры.

THE STUDY OF THE GROWTH OF MIXED FOREST PLANTATIONS IN THE STONY SOILS OF NORTHERN KAZAKHSTAN

© 2016

Kabanova Svetlana Anatolevna, candidate of biological sciences, head of the department

of reforestation and affoestation Kazakh research Institute of forestry and agroforestry, city Shchuchinsk (Kazakhstan) Danchenko Matvey Anatolevich, candidate of geographic sciences, associate professor of the department

of forestry and landscape construction National Research Tomsk State University, city Tomsk, Russia Borcov Valerij Anatolevich, junior researcher Kazakh research Institute of forestry and agroforestry, city Shchuchinsk

Abstract. The purpose of the study was to find out the most economic and effective ways of growing artificial plantations on the slope of 12-15°. The objects under study were 45-year-old mixed plantations in Akmolinskaya oblast. The plantations grew on the hill with the slopes of Western and South -Western exposition. While creating forest plantations different types of tillage were used. The preservation of Scotch pine varied from 36.0% (on the Western slope) to 70.0% (on the South -Western slope). The plantations planted on the Western slope on the strips of 5-7 meters wide were marked by the most uniform growth. The growth of larch did not differ much on the test plots regardless of the quantitative composition. The worst preservation (53.5%) was in the middle of the South-Eastern slope, and the best preservation was on its trail (73.1%). The height and the diameter of larch Siberian, which grew on the strips of 3-5 meters wide on the South-Eastern slope, was 1.1 times bigger than those on the Western slope. The preservation of birch on the samples was 47.7% and 56.4%, the average height was 13.1 m, the average diameter - 13.4 sm. For 45-year-old plantations these biometrics of Silver birch were not big as the site conditions were fairly unfavorable for this species. The plantations of Scotch pine created by sowing on the upper part of the slope lay behind in growth from the plantations created by planting; however, they had a higher rate of preservation. The tillage by the strips of 3-7 meters wide turned out to be the most effective one. Scotch pine grew worse on plow furrows than on any other variant.

Keywords: mixed forest plantations, Scotch pine, larch Siberian, silver birch, tillage, forest belt, tree planting, biometrics, sustainable forest plantations.

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Большая часть района исследований расположена в горной местности, где после прохождения лесных пожаров там имеются обширные лесокультурные площади. На склонах зачастую рост сосны обыкновенной замедленен, сохранность культур низкая. Поэтому для определения оптимальных способов подготовки почвы и необходимого ассортимента древесных и кустарниковых пород для выращивания лесных культур на склонах, были проведены наблюдения за состоянием и ростом смешанных культур.

Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой пробле-

мы и на которых обосновывается автор; выделение неразрешенных раньше частей общей проблемы. Лесовосстановление и лесоразведение были и остаются приоритетными направлениями лесной науки, особенно это важно для малолесного Казахстана. Проблема искусственного восстановления лесов не ориентирована на конечный результат, т.к. со времени посадки и получения каких-либо выгод от взрослого насаждения проходит достаточно много времени. Поэтому некоторыми авторами предлагается разработать и внедрить систему учета состояния лесных культур от посадки до спелого древостоя, а также повысить ответственность лесопользователей за воспроизводство лесов и повышении хозяйственной ценности насаждений [1]. Для оценки

эффективности агротехники создания лесных культур можно использовать лесоводственную оценку, учитывая основные таксационные показатели [2,3,4]. Многими авторами признается тот факт, что лесовыращивание, восстановление и лесоразведение лесов, лесопользование нужно привести к единой системе и разработать комплекс машин и механизмов, обеспечивающих последовательное выполнение всех лесокультурных операций [5,6,7]. Существует множество научных разработок, посвященных изучению лесных культур разных возрастов, разного состава и произрастающих в различных условиях [8,9,10,11,12], в которых рассмотрены насущные проблемы лесоразведения и лесовосстановления, выращивания продуктивных искусственных насаждений. Высказывается мнение о том, что часто не учитываются биологические особенности деревьев в чистых и смешанных культурах [13]. Имеются определенные сложности при лесовоспроизводстве в горных условиях [1420], которые заключаются в трудности проведения лесо-культурных работ механизированным способом, низкой приживаемостью древесных растений на склонах и др.

Формирование целей статьи (постановка задания). Цель исследований - научное обоснование наиболее экономичных и эффективных методов выращивания искусственных насаждений на основе анализа состояния лесных культур.

Таблица 1 - Сохранность и биометрические показатели 45-летних смешанных лесных культур

ние части сопки).

Посадка 2-летних сеянцев лиственницы сибирской Хакасского экотипа, сосны обыкновенной местной репродукции, смородины золотой, жимолости татарской проводилась в полосах чистыми спаренными рядами через 1,7-2,0 м. Расстояние между полосами было 2,7 м, между бороздами - 2-3 м. Ряды посадок лиственницы сибирской, сосны обыкновенной и березы повислой, как правило, разделялись буферным рядом из кустарников. В бульдозерные площадки высевались семена сосны обыкновенной (по 5 лунок в одной площадке), а также высаживались сеянцы березы повислой, сосны обыкновенной, жимолости татарской и клена татарского.

Определение сохранности и биометрических показателей проводилось сплошным перечетом по общепринятым методикам [21,22]. Полученные научные данные обрабатывались методами математической статистики.

Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. Сохранность и биометрические показатели смешанных лесных культур приведены в таблице 1. Сохранность сосны обыкновенной изменялась от 36,0% (западный склон) до 70,0% (юго-восточный склон). В целом на юго-восточном склоне сохранность деревьев была больше, чем на западном склоне, причем наибольшая сохранность наблюдалась на средней части (70,0%). На западном склоне наименьшая сохранность была на

№ пр. пл. Способ обработки почвы Местоположение Со став культур порода Сохран ность, % Бном етрнч ескнепоказатепн

диаметр, см высота., м расстояние до 1-го живого сучка., м диаметр кроны вдоль ряда,м

Х±т V % Х±т V % Х±т V % Х±т V %

1 полосы шириной 3-5ы Юго-во сточный склон, шлейф 4СЗЛцЗСы с 55,8 16,8=0,4 14,4 12,3 ±0,3 14,9 7,23 ±0,2 16,9 3,3±0,2 36,7

Лц 73.1 13.8=0.9 19.2 12.6=1:0.2 12,7 7.64=0.2 15.3 3.0±0.2 39.5

Смз 8,2 1,82±0,1 20,3 - 1,7±0,1 24,8

2 полосы шириной 3-5м Юго-во сточный склон, средняя часть 4С4Лц2Смз С 70,0 12,7=1:0,3 21,2 11,6=1:0,2 12,6 7,63±0,2 18,3 1,9±0,1 61,7

Лц 53.5 13.1=0.5 21.0 11.9=1:0.2 10.0 8.40=0.3 18.9 2.0±0.1 37.6

Смз 10,5 - 1,85=1:0,1 19,2 1,б±0,1 33,5

3 полосы шириной 3-5м Юго-во сточный склон, возвышенная часть ЗСЗЛцЮмз 2Жт1Крш С 58,3 13,6±0,4 15,9 12,6=1:0,4 17,5 7,24=0,3 19,8 2,9±0,2 40,9

Лц 69.2 13.2±0.б 21.6 12,5=1:0,5 19.1 7.47±0.9 24.2 3.7=0.4 48.0

Смз 27,5 - 1,92=1:0,1 21,8 - 1,3 ±0,1 30,1

Жт 55,6 - - 1,96=1:0,2 28,8 - 1,8±0,3 44,3

4 полосы шириной 5-7м Западный склон, возвышенная часть 6С2Лц1Б1Смз С 44.1 10.8=0.5 22,7 13.4=0.3 13.1 8.07±0.4 24.0 1.7±0.1 35.6

Лц 52,5 13,3=1:0,7 16,3 12,8=0,3 7,2 7,40=0,6 29,4 2,8±0,2 28,1

Б 47,7 12,0=1,2 25,8 13,0=1:0,5 10,0 5,14=1,1 56,3 3,б±0,3 19,7

Смз 7.7 - - 1.76=1:0.7 6.5 - 1.5±0.1 15.0

полосы шириной 5 -7м Западный склон, шлейф 4СЗЛц2Б1Смз С 36,0 14,4=0,5 21,4 11,3=1:0,4 21,5 7,51±0,3 22,6 2,3±0,1 35,3

Лц 70,5 15,7±0,5 16,5 14,6=1=0,5 17,0 6,95±0,6 42,5 4,0±0,3 34,9

Б 56.4 14.1=0.5 14.8 13.8=0.7 19.8 - 4.9±0.3 27.5

Смз 17,2 - 1,78=0,1 9,2 - 1,6±0,2 34,5

Жт 7,7 - 2,40=0,20 2,80 - - 2,40=0,16 4,37

6 оульд озерные площадки Возвышенная часть ЮС С 53.3 14.4=1.3 29.3 7.37=1:0.5 23.3 1.93±0.4 64.2 4.38=0.2 16.3

10Б Б 33,3 6,36=1,4 45,8 5,70=1:0,5 17,8 - - 2,42±0,3 32,3

ЮКлт Кпт 80,0 - - 2,63=1:0,2 28,1 2,15±0,2 30,6

ЮЖт Жт 73,3 - - 1.67=1:0.1 11.4 1.58=0.1 16.9

7 оульд озерные площадки (посев) Возвышенная часть ЮС С 61,5 7,92=1:0,5 42,9 5,48=0,3 35,8 1,60±0,1 29,6 1,33±0,1 48,3

3 Плужные борозды Возвышенная часть юс С 72,5 11,4=0,4 24,0 6,60=0,2 25,4 3,02±0,2 57,2 2,88=0,2 40,3

Проведено изучение 45-летних смешанных лесных культур в квартале 56 гослесфонда Северного филиала Республиканского лесосеменного центра (РЛСЦ) в Акмолинской области. Культуры произрастают на сопке со склонами западной и юго-восточной экспозиции с крутизной склонов 12-15°. При создании лесных культур были использованы следующие способы обработки почвы:

- полосы с различной шириной - 3-7 м на юго-восточном склоне, 5-7 м - на западном склоне с размещением растений 1,7 х 0,5 м (шлейфы и возвышенные части склонов);

- плужные борозды по системе годичного пара с размещением растений 1,75 х 0,5 м и 3,5 х 0,5 м (на возвышенной части склона);

- бульдозерные площадки размером 4,5 х 4,5 м (верх-

шлейфе (36,0%), на возвышенной части деревьев сохранилось в 1,2 раза больше.

Более однородным ростом отличались культуры, посаженные на полосах шириной 5-7 м на западном склоне. Наибольший диаметр показали деревья, произрастающие в бульдозерных площадках и полосах на юго-восточном склоне (рисунок 1). Высота сосны обыкновенной в разных местах произрастания достоверно различалась и была наименьшей у сосны, растущей в бульдозерных площадках и бороздах на возвышенной части склона. Если сравнивать посадку деревьев и посев в бульдозерные площадки видно, что сеянцы значительно отстают в росте от саженцев (в 1,8 раз по диаметру и 1,3 раза по высоте). Высота сосны на всех пробных площадях была близка к средней высоте насаждения, коэффициент вариации изменялся от 12,6 до 17,5%._

Рисунок 1 - Сохранность и рост лесных культур сосны обыкновенной

Рост лиственницы практически не различался по пробным площадям, вне зависимости от количественного состава (рисунок 2). Наименьшая сохранность (53,5%) была на юго-восточном склоне на средней части, наибольшая - там же на шлейфе (73,1%). Высота и диаметр лиственницы сибирской, произрастающих на полосах шириной 3-5 м на юго-восточном склоне, в 1,1 раза больше, чем на западном склоне. Но данные показатели роста достоверно не различаются.

полосы 3-5 м  полосы 5-7 м

сохранность^ диаметр, см высота, м

Рисунок 2 - Основные показатели сохранности и роста лиственницы сибирской

На пробных площадях № 4 и 5 на западном склоне в состав насаждения включена, кроме сосны обыкновенной, лиственницы сибирской и смородины золотистой, береза повислая. Сохранность березы на пробах составила 47,7 и 56,4%, средняя высота - 13,1 м, средний диаметр - 13,4 см. Для 45-летнего возраста биометрические показатели березы повислой небольшие, т.к. условия произрастания для данной породы весьма неблагоприятные.

Сравним рост сосны обыкновенной и лиственницы сибирской на склонах различной экспозиции, посаженные в полосы (рисунок 3).

Рисунок 3 - Рост лесных культур на склоне различной экспозиции

На рост сосны обыкновенной по диаметру в значительной мере влияло местоположение по склону. На более пологом месте (шлейфе) диаметр деревьев на 23%

был больше на юго-восточном склоне и на 33% - на западном, по сравнению с возвышенным местом. Высота сосны на западном склоне на 18% была больше на возвышенности, чем на шлейфе, на юго-восточном склоне высота практически одинакова.

Диаметр и высота лиственницы сибирской на шлейфе превышали аналогичные показатели растений на возвышенных частях западного склона - на 18% по диаметру и на 14% - по высоте. На юго-восточном склоне рост деревьев был практически одинаковым. В отличие от сосны обыкновенной, лиственница сибирская лучше росла на шлейфе западного склона.

В бульдозерных площадках сосна обыкновенная имела самую низкую высоту по сравнению с другими вариантами - 7,4 м. Очищаемость от сучьев составила всего 1,9 м, тогда как в среднем по участку этот показатель был 6,6 м. Биометрические показатели березы повислой были также самые низкие по сравнению с другими пробными участками. Так, диаметр березы составил 6,4 см, в то время как средний показатель по участку -10,8 см, соответственно по высоте - 5,7 м против 10,8 м.

Если сравнивать посев и посадку сосны обыкновенной в бульдозерных площадках видно, что сохранность посевов выше, чем посадок на 8,2%, но деревья, выращенные посевом, отставали по росту от деревьев, выращенных путем посадки сеянцев.

Определено качество лесных культур. На юго-восточном склоне сосна имеет ровную форму ствола в пределах от 35,0 до 60,0%. Наибольшее количество сосны 1 класса роста наблюдается на западном склоне на возвышенности, но при этом большинство деревьев кри-воствольные (53,8%). Ровные стволы наблюдаются у сосны на западном склоне на шлейфе (63,9%). У сосны в бороздах наибольшее количество деревьев II класса роста с преимущественно кривыми стволами (75,0%).

У лиственницы большая часть деревьев прямоствольные (53,3-87,0%). На возвышенных частях двух склонов рост лиственницы замедлен (57,1 и 81,8%) по сравнению с деревьями, произрастающими на шлейфах склонов (84,4 и 95,6%).

Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления. На основании проведенных исследований выявлено, что сосна обыкновенная имеет хорошую сохранность, рост и состояние на юго-западном склоне. Культуры сосны обыкновенной, созданные посевом на возвышенной части склона, отстают по росту от культур, созданных посадкой, но имеют более высокие показатели сохранности. Возможно, на разницу в росте имеет влияние биологический возраст культур. Для лиственницы сибирской оптимальным местопроизрастанием является западный склон. Береза повислая плохо переносит повышение высоты склонов и условия произрастания для нее крайне неблагоприятные.

Если принимать во внимание способ обработки почвы видно, что наиболее оптимальным способом является обработка почвы полосами шириной от 3 до 7 м. На плужных бороздах сосна обыкновенная росла хуже, чем на других вариантах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Романов Е.М. Ерёмин Н.В. Искусственное лесо-восстановление: мониторинг и повышение эффективности. //Лесное хозяйство. № 1. - С.31-33.

2. Цыпук А.М. Родионов А.В. Эгипти А.Э. Применение лункообразователя Л-2у в лесовосстанов-лении. // Лесное хозяйство, 2006. №1. - С.42-43.

3. Петренко В.А. Смирнов Е.Г. Смирнова А.И. Оценка сравнительной эффективности способов лесо-восстановления. // Лесное хозяйство, 2007. №3. - С.27-28.

4. Желдак В.И., Селиванов В.А. Оценка лесовозобновления в лесах многоцелевого и приоритетно- экологического назначения. /Селекция, генетические ре-

сурсы и сохранение генофонда лесных древесных растений (Вавиловские чтения): Сб. науч. Трудов ИЛ НАН Беларуси. - Вып. 59. - Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2003. - С.229-231.

5. Штукин С.С. Основные пути совершенствования лесовосстановления и лесовыращивания. /Селекция, генетические ресурсы и сохранение генофонда лесных древесных растений (Вавиловские чтения): Сб. науч. Трудов ИЛ НАН Беларуси. - Вып. 59. - Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2003. - С.300-304.

6. Гуков.Г.В. Острошенко. В.В. Острошенко Л.Ю. Новая технология хвойных лесов дальнего Востока. // Лесное хозяйство, 2006. № 4. - С.35-37.

7. Кудрявцев В.А. Комплексный метод лесовосста-новления. //Лесное хозяйство, 2004. № 1. - С.17-18.

8. Митрофанов С.В. Кузнецов В.Л. Рост и продуктивность молодняков сосны обыкновенной разной густоты посадки. //Лесное хозяйство, 2004. № 4. - С. 39-40.

9. Кабанова С.А., Мироненко О.Н., Борцов В.А. Опыт создания лесных культур сосны обыкновенной биогруппами в Красноборском ГУЛХ Акмолинской области // Материалы VIII Международной научной интернет-конференции «Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибири» . Томск: ТГУ, 2016. С. 61-64.

10. Кабанова С.А., Данченко А.М., Мироненко О.Н., Борцов В.А. Рост географических культур лиственницы сибирской в Государственном национальном природном парке «Бурабай». //Научные труды Государственного природного заповедника «Присурский». Том 30. Вып. 2. (материалы IV Международной научно-практической конференции «Роль особоохраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия»). Чебоксары, 2015. -С. 58-62.

11. Кабанова С.А., Данченко А.М., Мясников А.Г. Влияние эколого-географических условий на биологические свойства семян и сеянцев березы повислой и березы пушистой. // Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибири. Материалы VII Международной научной интернет-конференции. Томск, 2015. - С.78-87.

12. Шахова О. Н. О механизированных способах посадки и ухода за лесными культурами // Повышение эффективности лесозаготовок малолесных районов России : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА. Воронеж, 2002. - С. 253256.

13. Краснобаев К.В., Мусин Х.Г., Сингатуллин И.К. Способы реконструкции густых культур сосны, созданных в экстремально неблагоприятных условиях. / Экологические основы рационального лесопользования в Среднем Поволжье. Мат. Научно-практ. Конференции. Йошкар-Ола, 2002. - С.

14. Бобринев В.П., Пак Я.Н., Филиппова Е.В. Лесопользование и лесовосстановление в районе Амазарского ЦБК. //Вестник Заб. ГУ. № 12 (127). 2015.-С. 11-18.

15. Бобринев В.П., Пак Я.Н. Лесовосстановление в горных лесах Восточного Забайкалья. Чита: Поиск. 2008. - 48 с.

16. Солнцев, Г. К. Научные основы рекреационного использования горных лесных экосистем (на примере Северного Кавказа) Текст. / Г.К. Солнцев. Ростов на Дон : изд-во СКНЦ ВШ, 2003. - 60 с.

17. Чередникова О. Н. Изучение изменения водного режима почв при террасировании горных склонов // Наука и образование на службе лесного комплекса : ма-тариалы междунар. науч.-практ. конф. Воронеж, 2005. -С. 178-181.

18. Калачев А.А., Нечкина Т.А., Абуов А.К. Хода роста сосны обыкновенной в лесных культурах Рудного Алтая Наука - инновационному развитию лесного хозяйства //Мат. межд. науч-практ. конф. - Беларусь, Гомель, 2015 г. - С. 54-56.

19. Калачев А.А., Ерсалин Д. Создание лесных культур ели сибирской с применением нанобиокомпозитов в условиях Рудного Алтая. Матер. междунар. науч.-техн.

конф. студентов, магистрантов и молодых ученых. -Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2015. -Ч.1. - С. 131-133.

20. Калачев А.А., Залесов С.В. Резервы повышения продуктивности темнохвойных лесов Рудного Алтая Аграрный вестник Урала, 2016. - № 4 (146). - С. 66-70.

21. Огиевский В.В., Хиров А.А. Обследование и исследование лесных культур. - Л., 1967. - 50 с.

22. Данченко А.М., Кабанова С.А., Кибиш И.В. Лесные культуры: Учебно-методическое пособие. Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. 304 с.