Особенности искусственного лесовосстановления ели на крупных гарях среднего Заволжья

УДК 630x232:674.032.13

К. К. Калинин

ОСОБЕННОСТИ ИСКУССТВЕННОГО ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕЛИ НА КРУПНЫХ ГАРЯХ СРЕДНЕГО ЗАВОЛЖЬЯ

Приведены количественные и качественные характеристики культур ели на гарях 1972 года в фазе индивидуального роста. Показано, что характер лесовосстановления после пожаров 1972 года имел свои особенности, что повлияло на успешность облесения пройденных огнем насаждений.

Ключевые слова: культуры ели, метод и способ создания, тип лесорас-тительных условий.

Введение. Изучение процессов искусственного лесовосстановления на гарях имеет большое практическое значение. Следует отметить, что если по естественному возобновлению и формированию молодняков на гарях еловых насаждений имеются публикации [1-4], то по искусственному лесовостановлению еловых гарей они отсутствуют.

Цель работы - установление особенностей искусственного восстановления ели на крупных гарях 1972 года в Среднем Заволжье в различных типах леса, при разных способах обработки почвы и методах создания в фазе индивидуального роста.

Решаемые задачи - исследование различных способов обработки почвы, методов создания культур, типов леса, типов лесорастительных условий на количественные и качественные показатели искусственных еловых фитоценозов.

Техника эксперимента. Рост и состояние культур ели на гарях 1972 года изучались в производственных культурах 1974-1976 годов на территории Козиковского и Кумьинского лесхозов в Республике Марий Эл.

Культуры ели создавались на вырубках, пройденных пожаром 1972 года. Посадка сеянцев проводилась с обработкой почвы плугом ПКЛ-70 и ПДН-1 механизированным или ручным способом в сравнительно дренированных условиях местопроизрастания: типы леса ельники кислично-липняковые и черничные, соответствующие группам типов леса ельники сложные мелкотравные и ельники чернично-мелкотравные [5]. По данной технологии при размещении сеянцев 2,2-4,0 х 0,6-0,7 м обеспечивалась густота лесных культур в пределах 4,2-7,6 тыс. шт. на га.

В первые 2-3 года после пожара на части площадей гарей проводился механизированный посев ели по дну полос с расстоянием между ними в 2...4 м высевающим аппаратом в агрегате с покровосдирателем ПДН-1.

Исследования в данных типах леса проводились в 1983 году (в фазе индивидуального роста). Было заложено 25 пробных площадей, характеризующих 485 га культур. При исследованиях использовались апробированные методики [6-11].

В фазе индивидуального роста (ели 8-10 лет) пробные площади включали 2...3 ряда деревьев с примыканием 2...3 междурядий с наличием не менее 200...250 деревьев главной породы. Проводился сплошной перечет главной породы с измерением у нее стволиков по ступеням высот с указанием вида и степени повреждения. В культурах посадкой учитывалось каждое растение, в посевах измерялось одно лучшее растение в

© Калинин К. К., 2009.

посевном месте. При обмере хвойные породы распределялись на группы по степени освещенности: 1) незатененные; 2)полузатененные и 3) затененные. Естественное возобновление лиственными и хвойными породами проводилось на учетных площадках шириной 2...5 м, закладываемых через 25...50 м поперек пробной площади. На этих же площадках определялась сомкнутость крон путем сплошного картирования. Лиственные породы подразделялись на: а) мешающие росту хвойных и б) не мешающие. У культур определялся прирост по высоте на каждом 8...10 месте не менее, чем за последние три года, а также ход роста хвойных пород с различной степенью затенения и затеняющих лиственных пород со взятием пяти модельных деревьев по каждой категории. Травяной покров учитывался по шкале Друде.

Особенности роста и состояния культур ели, созданных посадкой сеянцами. Рост и состояние культур ели, созданных посадкой сеянцами, различаются как в зависимости от типа леса, так и технологии их создания (табл. 1).

Состояние культур ели в ельниках кислично-липняковых при исследованных способах обработки почвы (ПКЛ-70 и ПДН-1) удовлетворительное, сохранность 8... 10 -летних посадок в плужные борозды ПКЛ-70 составила 73,1...84,5%, в полосы ПДН-1 40,0...98,0% (в среднем 86,9%). Существенных различий в сохранности саженцев и средних высот ели от орудия обработки почвы не выявлено. Не выявлено также различий в сохранности саженцев в данном типе леса и в зависимости от года создания культур (1974, 1975, 1976), хотя 1975 год был неблагоприятным для укоренения и роста саженцев. На отсутствие различий в сохранности саженцев по годам повлияла, по-видимому, лучшая влагообеспеченность почвы в исследованных условиях местопроизрастания по сравнению, например, с сосняками лишайниковыми и брусничными, где отпад саженцев в этот период был весьма значительным.

На всех обследованных участках культур в кислично-липняковых типах леса произошло обильное возобновление лиственными породами (от 3,4 до 32,5 тыс. шт., в среднем 6,1...10,4 тыс. шт. на 1 га), в основном семенной березой с участием порослевой липы от 1 до 2 единиц в составе. Средняя высота лиственных молодняков колебалась от 3,2 до 6,1 м в зависимости от участков, максимальная до 8...10 м (табл. 2).

В данном типе леса густота лиственного молодняка и сомкнутость крон сравнительно невысокие, сомкнутость крон обычно составляла 0,5...0,6, не превышая, как правило, 0,7 и лишь в местах с несколько повышенным увлажнением достигала 0,8-0,9.

Вследствие относительно невысокой сомкнутости крон количество полностью затененных елочек (к кронам поступает менее 30% солнечной радиации) сравнительно небольшое (16.21%), а количество полузатененных - 49.70%. Состояние культур в данном типе леса в целом было удовлетворительным. Средняя высота елочек в 8. 10-летних культурах составляла 100-158 см, а годичный текущий прирост за 1983 год 23,0.29,8 см.

При оценке культур следует учитывать и то, что в этом возрасте ель по высоте в 4.5 раз отставала от лиственных пород. Этот разрыв будет увеличиваться, так как текущие годичные приросты березы, доминирующей в составе молодняков, в 2.2,5 раза превышали годичные приросты ели. Соответственно в будущем увеличится и сомкнутость крон, что приведет к дальнейшему увеличению числа угнетенных елочек и торможению роста культур в целом, так как по результатам исследований затененные ели и растущие без затенения значительно различались как по высоте, так и текущим годичным приростам в высоту (табл. 3, рис. 1).

В ельниках черничных состояние и рост посадок ели были существенно различными в зависимости от применяемых технологий. При посадке сеянцев ели в плужные борозды

Показатели состояния и роста культур ели посадкой сеянцев

Т а б л и ц а 1

Тип леса Год создания Число пробных площадей Возраст культур, лет Местонахождение посадочных мест Сохранность Количество ели, % Средняя высота ели, см Достоверность различия (1) при 10.05=1,96

затененные полузатененные

% НСР0.05

Е. кислично-липняковый 1975 3 9 борозды ПКЛ-70 84,5 18,0 174 140 58,7 65,6 104,2 ± 5,2 115,7 ± 5,3 1,55

полосы ПДН-1 86,1

Е. черничный 1974 3 10 борозды ПКЛ-70 4,8 65,9 84,6 80,0 15,4 19,0 65,1 ±2,1 138,0 ± 4,3 15,25

пласты ПКЛ-70 81,0

Е.кислично-липняковый 1976 3 8 борозды ПКЛ-70 79,5 18,5 20,6 49,1 100,3 ± 4,9 12,85

Е. черничный 1976 3 8 борозды ПКЛ-70 2,3 18,5 81,6 16,2 34,1 ± 1,6 12,85

Е.кислично-липняковый 1974 3 10 борозды ПКЛ-70 73,1 28,1 16,0 17,4 20,6 70.0 58,7 49.1 158,0 ±7,1 104.2 ±5,2 100.3 ± 4,9

1975 9 84,5

1976 8 79,5

Т а б л и ц а 2

Показатели формирования культур ели, созданных посадкой сеянцев

Тип леса Год создания Число пробных площадей Возраст культур, лет Местонахождение посадочных мест Покрытие породами Количество ели, % Характеристика естественного возобновления в междурядиях

всего в т.ч. лиственными затененной полузатененной состав кол-во деревьев, тыс.шт./га высота, м

средняя максим.

Е.кислично-липняковый 1975 3 9 борозды ПКЛ-70 0,7 0,5 17,4 58,7 6Б3Ос2Лп+Ив 6,1 4,8 9,8

полосы ПДН-1 14,0 65,6 8Б1Ос1Лп 9,2 3,2 8,9

Е. черничный 1974 3 10 борозды ПКЛ-70 0,9 0,8 84,6 15,4 8Б2Ос+Лп, Ив 61,8 3,6 8,0

пласты ПКЛ-70 80,0 19,0 7Б3Ос+Лп 70,5 5,2 9,1

Е.кислично-липняковый 1974 3 10 борозды ПКЛ-70 0,7 0,6 16,0 70,0 8Б1Ос1Лп 10,4 6,1 11,5

1976 8 0,8 20,6 49,1 7Б2Ос1Лп 7,6 5,0 10,2

Е. черничный 1976 3 8 борозды ПКЛ-70 0,9 0,8 81,6 16,2 9Б1Ос+Лп, Ив 56,2 4,1 7,5

ПКЛ-70 на многих участках произошла полная гибель культур от вымокания или сохранность их не превышала 10%. При посадке сеянцев ели в пласты ПКЛ-70 сохранность таких посадок была довольно высокой (70...90%). О преимуществах посадки ели в пласты свидетельствуют и большая высота таких культур и большие годичные текущие приросты их в высоту (табл. 4, рис. 2). Следует отметить, что вегетационный период, соответствующий 8-летнему возрасту культур, был неблагоприятным для роста ели. Май оказался жарким и сухим. Среднемесячная температура превысила норму на 4. 5оС.

На участках культур в черничном типе леса по сравнению с ельниками кислично-липняковыми возобновление лиственных пород (в основном семенной березы) еще обильнее - до 86,0 тыс. шт. на 1 га (в среднем 61,8.70,5 тыс. шт.) с сомкнутостью крон 0,8...0,9, местами до 1,0 и с максимальными высотами до 8...9 м. Ель оказалась во втором ярусе под пологом лиственных пород. Из-за высокой сомкнутости крон количество полностью затененной ели в культурах достигало 80% и более, текущие годичные приросты которых в последнее время значительно снизились и составляли за последние три года 4.6 см в год против 25.28 см у незатененной ели. По этой же причине средняя высота одновозрастных культур ели в данном типе леса в 2...3 раза меньше аналогичных культур в ельниках кислично-липняковых. На участках культур требуется срочное осветление.

Т а б л и ц а 3

Рост культур ели по бороздной обработке почвы с различной степенью затенения в кислично-липняковом типе леса

Категория Возраст культур, лет

затенения ели 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Средняя высота, см

Незатененные 8 25 42 59 79 106 140 171 196

Затененные 7 13 19 27 34 43 50 57 61

Различие: см 1 12 23 32 45 63 90 114 135

% 12,5 48,0 54,8 54,2 57,0 59,4 64,3 66,7 68,9

Текущий годичный прирост в высоту, см

Незатененные 17 17 20 27 34 31 26 55

Затененные 6 8 7 9 7 7 4 10

Различие: см - 11 9 13 18 27 24 22 45

% 64,7 52,9 65,0 66,6 79,4 77,4 84,6 81,8

•О <0 к к I Ч V о. и

250

200

150

100

50

0

Незатененная ель

Затененная ель

1

2

3

4

5

6

7 8 9 Возраст культур, лет

Рис. 1. Рост культур ели по бороздной обработке почвы с различной степенью затенения в кислично-липняковом типе леса

Т а б л и ц а 4

Показатели роста культур ели к 9-летнему возрасту в черничном типе леса в зависимости от технологии их создания

Технология создания культур Средняя высота, см Текущий прирост в высоту, см в возрасте культур, лет

7 8 9

Посадка в пласты ПКЛ-70 138,0 ± 4,3 21.0± 0,32 15,1 ± 0,34 26,6 ± 0,09

Посадка в борозды ПКЛ-70 65,1 ± 2,1 9,0 + 0,21 5,6 ± 0,18 2,2 ± 0,11

Различие: см % 72,9 52,8 12,0 57,1 9,5 62,9 24,4 91,7

Достоверность различия при to.cs = 1,96 15,4 31,3 25,0 172,8

•О

10

и

0 о.

О.

15

а

1 т

ч

0

>5

S?

01

30 25 20 15 10 5 0

Посадка в пласты ПКЛ-70

Посадка в борозды ПКЛ-70

26,6

Возраст культур, лет

Рис. 2. Показатели роста культур ели в черничном типе леса в зависимости от технологии их создания

8

Особенности роста и состояния культур ели, созданных посевом. Обследованные нами производственные посевы в 6...11-летнем возрасте созданы на вырубках высевающим аппаратом в агрегате с покровосдирателем ПДН-1 с размещением посевных полос через 4,0...4,5 м. Норма высева 1 кг/га. Состояние посевов (табл. 5) также в сильной степени зависит от лесорастительных условий. В ельниках кислично-липняковых состояние посевов в целом удовлетворительное, сохранность обследованных участков довольно высокая и составляла 46,0...67,0%. Более низкая сохранность 35,7% отмечена на пробной площади 7 в посевах 1978 года. На низкую сохранность посева на данном участке повлияло то, что посев произведен по уже начавшей задерневать 5-летней гари. Здесь в 1983 году в год учета значительная часть ели все еще находилась под густым покровом из вейников тростниковидного и наземного, что в немалой степени отразилось на сохранности культур.

В ельниках черничных обследовано два участка: один в более влажных условиях (пр. пл. 2), другой в свежих (пр. пл. 6). На первом участке посевы 1973 года практически погибли и сохранность их не превышала 5%. Причина - вымокание сеянцев в весенний и осенний периоды. Наоборот, в условиях черничника свежего при посеве в 1976 году сохранность составила 52,9% при средней высоте ели 45,4 см.

Т а б л и ц а 5

Показатели роста и состояния культур ели, созданных посевом

№ пр. пл. Тип леса Год посева Возраст культур, лет Сохранность, % Кол-во растений в посевном месте, шт. Количество ели, % Показатели роста ели, см Характеристика естественного возобновления в междурядиях

затененные полузатененные средняя высота прирост за 1983 год состав количество стволиков, тыс. шт. / га средняя высота, м средний диаметр, см сомкнутость полога

1. Е. кислично-липняковый 1973 11 67.0 3,7 24,1 58,0 76,1 14,3 9Б1Лп+Ос 7,9 4,9 4,2 0,7-0,8

2. Е. черничный влажный 1973 11 10.0 1,7 90,0 10,0 35,4 6,7 8Б1Лп1Ив 68,2 8,4 3,5 0,8-0,9

3. Е. кислично-липняковый 1974 10 46.0 2,7 31,2 52,0 17,5 12,1 9Б1Ос+Лп 11,2 6,7 3,8 0,6-0,7

4. Е. кислично-липняковый 1976 8 53.7 2,1 40,3 48,6 55,0 10,0 9Б1Ос+Лп 10,1 5,2 3,5 0,5-0,6

5. Е. кислично-липняковый 1976 8 48.6 1,9 20,8 67,9 60,2 13,6 6Б3Лп1Ос 6,9 5,0 3,4 0,5-0,6

6. Е. черничный свежий 1976 8 52.6 4,2 81,0 16,0 45,4 11,3 8Б2Ос+Ив 52,9 5,0 3,6 0,7-0,8

7. Е. кислично-липняковый 1978 6 37.5 1,9 52,0 39,0 19,2 4,6 9Б1Ос+Лп 17,0 4,2 2,3 0,5-0,7

Возобновление лиственными породами на участках посевов по типам леса аналогично рассмотренному в посадках. Меньшая его сомкнутость и в связи с этим лучшее состояние посевов в ельниках кислично-липняковых, более высокая сомкнутость и худшее состояние ели - в ельниках черничных. Учитывая, что более 80% ели в обоих типах леса испытывает в той или иной степени угнетение от затенения лиственными породами, что резко снижает потенциальные возможности роста ели, требуется разреживание лиственного полога.

На основании изучения роста и состояния производственных культур ели на гарях 1972 года можно сделать следующие выводы:

1. В кислично-липняковом типе леса в фазе индивидуального роста сохранность 8-9-летних культур ели, созданных посадкой по бороздам ПКЛ-70 и полосам ПДН-1, удовлетворительная, существенных различий в сохранности сеянцев в зависимости от орудия обработки почвы не выявлено. Оба метода создания культур посадкой и посевом, проведенные в первые годы после пожара, в данных условиях показали сходные удовлетворительные результаты.

2. В ельниках черничных влажных сохранность как посадок, так и посевов по бороздам ПКЛ-70 и полос ПДН-1 неудовлетворительная из-за вымокания. Удовлетворительные результаты по сохранности и росту в данном типе леса показали посадки по пластам ПКЛ-70.

Список литературы

1. Бахтин, А. А. Изучение естественного возобновления и формирования молодняков ели на гарях Архангельской области / А.А. Бахтин // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Межвуз. сб. на-учн. тр. Вып. 10. - Л.: ЛТА, 1981. - С. 37-39.

2. Бахтин, А. А. Строение и формирование елово- лиственных молодняков и средневозрастных дре-востоев послепожарного происхождения в Архангельской области / А. А. Бахтин // Автореф... канд. с.-х. наук. - Л., 1981. - 24 с.

3. Бахтин, А. А. Лесовозобновительный период ели на гарях и влияющие на него факторы / А. А. Бахтин // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Межвуз. сб. науч. трудов. - Л.: ЛТА, 1986. - С. 12-16.

4. Гончарук, Н. Ю. Пирогенные сукцессии в еловых лесах / Н. Ю. Гончарук, А. А. Казакевич, С. А. Трофимов, Е. С. Шапошников // Сукцессионные процессы в заповедниках России и проблемы сохранения биологического разнообразия. - СПб: РБО, 1999. - С. 387-396.

5. Мелехов, И. С. О лесовозобновлении на гарях / И.С. Мелехов // Лесное хозяйство и эксплуатация. - 1933. - № 10. - С. 89-116.

6. Огиевский, В. В. Обследование и исследование лесных культур / В. В. Огиевский, А. А. Хиров. -М.: Лесная промышленность, 1964. - 50 с.

7. Незабудкин, Г. К. Обследование и исследование лесных и плантационных культур / Г. К. Неза-будкин. - Йошкар-Ола: Марийск. полит. ин-т, 1971. - 52 с.

8. Кобранов, Н. П. Обследование и исследование лесных культур / Труды по лесному опытному делу. - Вып. VIII. - Л., 1930.

9. Суворов, В. И. Методические указания по оценке режима роста хвойных культур на эколого-физиологической основе / В. И. Суворов. - Пушкино: ВНИИЛМ, 1976. - 36 с.

10. Кречетова, Н. В. Обследование и исследование лесных культур: Методические указания по прохождению практик и выполнению дипломного проектирования / Н. В. Кречетова, А. С. Яковлев, М. А. Карасева. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1987. - 20 с.

11. Рекомендации по ведению лесного хозяйства на зонально-типологической основе (лесная зона европейской части РСФСР) / А. В. Побединский, Ю. А. Лазарев, Р. И. Ханбеков и др. - М.: ВНИИЛМ, 1982. - 40 с.

Статья поступила в редакцию 10.09.09.

K. K. Kalinin

ARTIFICIAL FIR REAFFORESTATION PECULIARITIES AT LARGE SLASHES OF VOLGA REGION

Quantitative and qualitative characteristics of firs at 1972-year slash-fires in phase of individual growth were given. It was shown that reafforestation after 1972-year slash fires had its peculiarities. These peculiarities influenced on successful reafforestation of slash fires.

Key words: fir growth, method and way of creation, forest vegetation conditions type.

КАЛИНИН Константин Константинович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры лесоводства МарГТУ. Область научных интересов - исследование последствий лесных пожаров на лесные биогеоценозы и разработка рекомендаций по ликвидации их последствий. Автор более 130 работ. E-mail: KalininKK@marstu.net