Лесоводственная оценка естественного возобновления и формирование насаждений на сплошных вырубках

Лесоводственная оценка естественного возобновления и формирование насаждений на сплошных вырубках

В. А. Ряхин1 В. А. Ананьев Петрозаводский государственный университет Институт леса КНЦ РАН

Рассматриваются результаты исследования естественного возобновления на сплошных вырубках из-под сосновых и еловых древостоев брусничных и черничных типов леса. Очерчен круг проблем и предполагаемых направлений их решения.

Ключевые слова: естественное возобновление, сплошные вырубки, черничные и брусничные типы леса.

ВВЕДЕНИЕ

Леса в отличие от других природных ресурсов обладают способностью восстанавливаться естественным путем. Процесс естественного возобновления, сплошных вырубок зависит от множества факторов: климатических, гидрологических, почвенных условий, типов леса, экспозиции склонов, наличия источников обсеменения, степени задернения почвы и т. д. Леса естественного происхождения являются основным производителем всех важнейших полезных функций. Преимущества естественного возобновления с точки зрения биологии и экономики подчеркивали Г. Ф. Морозов, И. С. Мелехов, В. П. Тимофеев [1].

Естественное возобновление, особенно при использовании сохранившегося при главной рубке подроста, намного сокращает сроки выращивания леса, снижает затраты труда и средств по сравнению с искусственным лесовосстановлением. При этом в ряде случаев формируются насаждения с более высокими наследственными свойствами, сохраняются благоприятные водно-физические свойства почвы. Ход возобновления леса на вырубках характеризуется большим различием в отношении продолжительности самого процесса и конечного результата - формирования состава и густоты молодняка. В зависимости от лесо-растительных условий возобновление растягивается до 15-20 лет, а иногда и более и происходит как за счет хвойных, так и лиственных пород [2].

В Карелии, начиная с 50-х годов в связи с резким увеличением объема лесозаготовок и невозможностью создания лесных культур на всей площади годичной лесосеки, большое внимание уделялось со-

1 Авторы - соответственно доцент, зав. кафедрой лесного хозяйства и ст. науч. сотрудник Института леса

© В. А. Ряхин, В. А. Ананьев, 1999

хранению подроста. Это лесохозяйственное мероприятие не утратило своего значения в деле лесовос-становления в республике и в настоящее время, когда на 50% площади вырубок лесовозобновление осуществляется путем сохранения подроста.

Сокращение размеров лесосек по площади до 50 га и проведение мер содействия естественному возобновлению будут способствовать более успешному восстановлению хозяйственно ценных пород на сплошных вырубках. Это очень важно, поскольку экономические условия в настоящее время не позволяют надеяться только на лесокультурную практику.

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В 1981 - 1995 годах на территории Костомукшского, Воломского, Сумского, Ледмозерского, Олонецкого и Петрозаводского лесхозов обследовано 38 вырубок сосняков и ельников давностью рубки от 2 до 25 лет, где возобновление происходило естественным путем. Площадь вырубок колебалась от 5-8 до 20-26 га. Разработка лесосек велась в основном методом узких пасек с сохранением подроста. Валка осуществлялась бензопилой "Урал", трелевка хлыстов - трактором ТДТ-55. На отдельных лесосеках оставлены группы обсеменителей или отдельные семенники. Другие лесосеки ввиду мелкоконгурности предполагались к обсеменению от стен леса.

Детальная оценка возобновления проводилась на учетных площадках размером от 4 до 25 м2 (в зависимости от высоты подроста), которые равномерно распределялись на исследуемых участках. Количество учетных площадок варьирует от 30 до 100 штук и зависит от густоты и равномерности размещения подроста по вырубке. При натурных работах учитывали состояние подроста, его распределение по породам и группам высоты, генерациям. Кроме того, в пределах каждой высотной группы были взяты учетные деревца, на которых проведены измерения годичных приростов по высоте.

На стационарных пробных площадях с давностью рубки 25 лет и более производился перечет деревьев по элементам леса и ступеням толщины. Для построения графика высот по каждой породе измерялись высоты по ступеням толщины. Основные таксационные показатели древостоев определялись по существующим методам, применяемым в лесной таксации.

Значительная часть спелых и перестойных насаждений имеет невысокую полноту (0,6 и менее), что способствует появлению и развитию подроста под пологом леса. В зависимости от условий местопроизрастания в спелых и перестойных еловых древостоях Карелии количество подроста варьирует от 1,8 до 7,6 тыс. пгг/га. Под пологом сосняков брусничных и черничных имеется соответственно 1 - 5 и 0,5 - 1,5 тыс. шт/га жизнеспособного подроста сосны

В. А. Ряхин, В. А. Ананьев Лесоводственная оценка естественного возобновления .

125

[1]. Исследованиями и практикой доказана возможность сохранения подроста при соблюдении технологии разработки лесосек до 60-70% от общего количества до рубки.

Изменившиеся после сплошных рубок условия роста оказывают существенное влияние на устойчивость и состояние подроста. На всех обследованных участках отмечено наличие нежизнеспособного подроста, доля которого составляет 8-27% от общего количества. Наибольший отпад наблюдался на вырубках с преобладанием мелкого подроста. Это объясняется длительным пребыванием мелких экземпляров сосны под снеговым покровом и повреждением их фацидио-зом (снежным шютте).

Соотношение количества подроста предварительной и последующей генераций зависит от многих факторов: наличия подроста под пологом материнского древостоя и его размера, технологии и сезона рубки, применяемой техники, давности рубки и т. д. На свежих вырубках 2-летней давности количество предварительного подроста варьирует от 410 до 1 050 шт/га, а на старых (13-17-леггней давности) -от 150 до 920. Распределение хвойного подроста по породам и генерациям в зависимости от давности рубки приведено в табл. 1.

С увеличением давности рубки сосновых лесов происходит постепенное накопление подроста последующей генерации за счет налета семян от оставленных семенников и стен леса. Необходимо отметить, что общее количество хвойного подроста предварительной генерации на вырубках из-под сосняков черничных и брусничных варьирует в очень широких пределах (от 150 до 1 520 шт/га), однако его явно недостаточно для успешного облесения вырубленной территории. Необходимы меры содействия естественному возобновлению, чтобы за счет подроста последующей генерации значительно увеличить густоту хвойного подроста и тем самым составить конкуренцию лиственным породам, которые в большом количестве появляются на вырубках.

Важным показателем в характеристике естественного возобновления является распределение подроста по группам высоты. Чем выше хвойный подрост, тем сильнее он способен противостоять негативному воздействию со стороны березы и осины, обладающих в молодом возрасте большим приростом в высоту по сравнению с сосной и елью. Динамика распределения подроста по категориям крупности приведена в табл. 2.

На свежих вырубках преобладает мелкий подрост, а к моменту смыкания молодняка - средний и крупный. Однако в этом возрасте лиственные породы уже обгоняют по высоте хвойные, поэтому при преобладании в составе древостоя первых требуется проведение рубок ухода для создания более благоприятных условий для дальнейшего роста и развития хвойных растений.

Прирост по высоте подроста зависит от его размера и времени появления. Крупный подрост (старше 18-25 лет ), появившийся под пологом материнского древостоя, после рубки испытывает воздействие резко изменившихся условий среды и в течение 3-

5 лет и более и снижает темпы прироста. После адаптации величина годичного прироста у подроста доходит до 13-17 см (через 10 лет после рубки) и 15-25 см (через 15-17 лет). Величина годичного прироста по высоте у среднего и мелкого подроста составляет соответственно 10-16 и 6-10 см, причем наблюдается постоянное увеличение этого показателя.

Состав формирующихся на вырубках молодняков зависит от многих факторов как природного, так и антропогенного характера. На вырубках из-под сосняков брусничных доля сосны колеблется от 1 до

6 единиц, в сосняках черничных - от 1 до 5. Столь значительные различия в составе молодняков определяются количеством подроста, сохранившегося в результате рубки, наличием семенников на вырубке, степенью минерализации почвы, количеством урожайных лет за прошедший с момента рубки период, размером делянки, составом древостоев, примыкающих к вырубке и др.

В целом можно отметить, что на свежих вырубках присутствует недостаточное количество хвойного подроста. В дальнейшем при появлении подроста последующей генерации и наличии надлежащих условий для его роста и развития складывается картина, позволяющая оценить естественное возобновление как успешное. Для формирования чистых по составу сосновых древостоев брусничных типов леса необходимо 4-5 тыс. шт/га жизнеспособного подроста.

Изучение естественного возобновления на вырубках с давностью рубки 25 лет и более позволяет выявить закономерности и дать прогноз хода роста и формирования насаждений из подроста и наметить лесохо-зяйственные мероприятия, способствующие выращиванию хвойных насаждений.

На обследованной вырубке из-под ельника черничного после сплошной рубки в 1956 году насчитывалось до 2 400 экземпляров елового подроста на 1 га. Данные, характеризующие предварительное возобновление на вырубке в год рубки и через 17 лет после нее, приведены в табл. 3.

Подрост различен по высоте и возрасту. Возраст его колеблется в очень широких пределах - от 3 до 140 лет (коэффициент вариации возраста равен 40-50%). Ель в возрасте 35-60 лет имеет высоту 1-3 м и относится к категории среднего и крупного подроста. Представленность елового подроста различным возрастом будет в дальнейшем способствовать формированию разновозрастных насаждений.

Распределение подроста по группам высот неравномерное. На данном участке наиболее представлен

мелкий подрост (высотой до 0,5 м), с увеличением высоты численность елового подроста снижается. Через 17 лет после рубки материнского древостоя в распределении подроста ели по высоте произошли существенные изменения. Количество подроста высотой более 2 м увеличилось и составило 620 шт/га (29%). Улучшение условий роста в результате вырубки материнского древостоя способствовало интенсификации прироста по высоте и по диаметру у подроста и скорейшему достижению перечетных размеров и переходу его в основную часть древостоя. Количество подроста перечетных размеров (с диаметром более 6 см) возросло до 31%. Этот подрост имеет высоту более 4 м и превышает березу, появившуюся в год рубки. В отпад перешло 260 экземпляров на 1 га, что составило 11% от общего количества подроста.

Последующие наблюдения за динамикой роста и развития древостоя показали, что на вырубке из-под ельника черничного через 25 лет из подроста предварительного возобновления сформировалось высоко-полнотное насаждение с составом 8Е2Б+С со средним диаметром 9,5 см, высотой 7,2 м, общим запасом 62 м3/га. Древостой из подроста обладают повышенной энергией роста, о чем свидетельствует текущий прирост по площади сечения и запасу, равный соответственно 9,1 и 8,3%. Средняя высота древостоев, сформировавшихся из подроста, больше на 50%, а средний диаметр в 2,2 раза выше, чем в древостоях нормального ряда развития [3].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные исследования показали, что в северной части Карелии на вырубках из-под сосновых древостоев процесс естественного возобновления протекает довольно успешно. Сохранение подроста на вырубках из-под еловых насаждений обеспечивает непрерывное лесопокрытие, устойчивое развитие древостоев, сокращает сроки выращивания наиболее ценной древесины хвойных пород и отвечает основным положениям закона об охране природы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виликайнен М. И., Зябченко С. С., Казимиров Н. И. Естественное возобновление леса в Карелии // Вопросы лесоведения и лесоводства в Карелии. Петрозаводск, 1975. С. 4-12.

2. Зябченко С. С., Виликайнен М. И. Рубки и восстановление сосновых лесов // Сосновые леса Карелии и повышение их продуктивности. Петрозаводск, 1974. С. 85-182.

3. Лесотаксационные таблицы / Карельское лесоустроительное предприятие; Институт леса КФ АН СССР. Петрозаводск, 1976. 32 с.

Таблица 1

Характеристика естественного возобновления на вырубках из-под сосняков брусничных и черничных

Давность Тип леса Генерация Сосна Ель Хвойные

рубки, лет шт/га % шт/га % шт/га %

2 брусничный предварительная 560 40,3 30 18,8 590 38,1

последующая 830 59,7 130 81,2 960 61,9

2 черничный предварительная 410 40,6 290 30,2 700 35,5

последующая 600 59,4 670 69,8 1270 64,5

8 черничный предварительная 80 2,5 260 6,6 340 4,8

последующая 3120 97,5 3650 93,4 6770 95,2

15 брусничный предварительная 130 3,1 1020 20,6 1150 12,6

последующая 4060 96,9 3920 79,4 7980 87,4

В. А. Ряхин, В. А. Ананьев. Лесоводственная оценка естественного возобновления .

127

Таблица 2

Распределение подроста по группам высоты

Дав- Тип леса Категория Сосна Ель Хвойные Лиственные

ность подроста

рубки пгг/га % шт/га % шт/га % шт/га %

2 сосняк мелкий 830 59,7 130 81,2 960 61,9 2010 100

брусн. средний 480 34,5 30 18,8 510 32,9 - -

крупный 80 5,8 - - 80 5,2 - -

2 сосняк мелкий 600 59,4 670 69,8 1270 64,5 1480 100

черн. средний 320 31,7 230 24,0 560 27,9 - -

крупный 90 8,9 60 6,2 150 7,6 - -

8 сосняк мелкий 2020 63,1 1070 27,4 3090 43,5 570 17,5

черн. средний 1100 34,4 2540 64,9 3640 51,2 1930 59,2

крупный 80 2,5 300 7,7 380 5,3 760 23,3

15 сосняк мелкий 780 18,6 660 13,4 1440 15,8 240 6,9

брусн. средний 1230 29,5 1490 30,1 2720 29,8 1210 34,7

крупный 2180 51,9 2790 56,5 4970 54,4 2040 58,4

Таблица 3

Характеристика естественного возобновления на вырубке из-под ельника черничного

Год Группы высот, м Всего

иссле- до 0,5 0,51-1,0 1,01-2,0 2,01-3,0 3,01-4,0 >4,0 подроста

дова- шт/га лет шт/га лет шт/га лет шт/га лет шт/га лет шт/га ели

ния % % % % % %

1956 890 8 600 18 480 35 190 63 240 75 - 2400

37 25 20 8 10 100

1972 110 260 490 340 280 660 2140

5 12 23 16 13 31 100