Студенту

"Хвойные бореальной зоны" 2006г.,№1, с. 96-101

Возобновление в сосновых насаждениях Восточной Сибири

Ковылин Н.В., Ковылина О.П.

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» г. Красноярск, Россия

В работе рассмотрено формирование естественного возобновления под пологом сосновых насаждений в условиях Восточной Сибири. Отмечено равномерное появление хвойного подроста сосны во всех типах леса. Наибольшее количество подроста хвойных пород появляется под пологом сосняков-брусничных, наименьшее в сосняках орляково-крупнотравных. Большая часть подроста приходится на категорию благонадежного с высотой до 0,5 м.
The forming of natural regeneration under the canopy of pine forest stands in the conditions of Eastern Siberia is considered in the article. The even appearance of coniferous pine undergrowth in all types of forest is marked. Most coniferous undergrowth appers under the canopy of pine-cowberry stands; the least amount of pine undergrouth is found in mixed stands consisting of pines of fern-large-grass stands with large leaves. The most part of the undergrouth belongs to the category of reliable with the height up to 0,5 m. 

Введение. Раскрытие особенностей и закономерностей в процессах естественного возобновления под пологом различных типов леса имеет большое теоретическое и практическое значение. По наличию и качеству подроста можно судить о ходе и успешности естественного возобновления, возможности воспроизводства лесных ресурсов естественным путём. Например, отсутствие такого подроста зачастую требует создания культур на вырубленных площадях.
Количество подроста под пологом леса зависит, прежде всего, от типа леса, который, в свою очередь, обусловлен типом условий местопроизрастания. В пределах типа леса естественное возобновление связано с типом древостоя, развития подлеска и живого напочвенного покрова. Немаловажным фактором, влияющим на естественное возобновление, являются большей частью низовые (87 %) лесные пожары [3]. Уничтожая подрост, пожары в то же время могут улучшать тепловой и водный режим почв, обогащают ее зольными элементами и подготавливают среду для массового появление всходов. Так исследования А.И. Бузыкина в сосновых лесах Восточного Прибайкалье показали, что хорошее и почти ежегодное плодоношение сосны в сочетание со значительной минерализацией почвы от пожаров, а также многократных замерзаний и размерзаний почвы, создают благоприятные условия для появления нового поколения под их пологом [2].
Методика исследования. При изучении лесовосстановительных процессов устанавливалось количество подроста хозяйственно ценных пород, степень его жизнеспособности под пологом наиболее распространённых сосновых насаждений.
В основу исследований положены общепринятые методические указания и руководства по изучению естественного возобновления леса [7], методики А.В. Побединского [8], А.И. Бузыкина, [2], Б.И. Иваненко, [4], В.С. Моисеева [6], В.Н. Романова [9], Я.А. Сабан [10] и др.
Пробные площади закладывались с учётом требований ГОСТа 16128-70. Размер пробной площади определялся числом деревьев преобладающей породы, которое должно полностью характеризовать естественное возобновление и обеспечивать достоверность выводов с вероятностью 0,8-0,9 и точностью 5-10 %.
Ввиду изменчивости количества подроста на учётных площадках в пределах 40-70 %, на каждой пробной площади размером не менее 0,25 га равномерно закладывалось по 45 учётных площадок. Размер последних (4, 10, 25 м2) устанавливался по шкале С.В. Белова [1], в зависимости от определённого глазомерным путём количества подроста. Перечёт подроста на учётных площадках производился по породам, происхождению, возрасту, высоте и состоянию. Отмечался характер размещения естественного возобновления по площади с вычислением коэффициента встречаемости.При установлении количества самосева и подроста определенной породы, которое может быть признано достаточным, чтобы считать возобновление успешным, необходимо учитывать оценку состояния и количества подроста. Е.И. Успенский, опираясь на известные три градации подроста (благонадежный, сомнительный, неблагонадежный), дает им следующие придержки:
I – соотношение среднего периодического прироста за последнее 5-летие к предыдущему составляет более 1; протяженность кроны по стволу 61-80 %, отношение ее длины к ширине 0,9-1,0 и более (т.е. крона остроконусовидная), хвоя функционирует около 7 лет;
II – сомнительный подрост имеет соотношение прироста около 1, т.е. примерно равные приросты высоты за два последних 5-летия; протяженность кроны 51-60 %, а отношение ее длины к ширине 0,6-0,8; хвоя держится на побегах 5-6 лет;
III – неблагонадежный подрост отличается сильно ослабленным приростом за последние годы; прирост последнего 5-летия менее 0,8 прироста высоты предыдущего, протяженность кроны 30-50 %, длина ее в 2 раза меньше ширины (т.е. зонтиковидные), хвоя функционирует только 4 лет.
Экспериментальная часть. Исследования приурочены к сосновым насаждениям зеленомошной, разнотравной и крупнотравной группам типов леса, имеющих наибольшее распространение в районах промышленного освоения Иркутской области. Ниже приведены некоторые особенности лесовозобновления под пологом этих типов леса.
Легкий механический состав аккумуляторного горизонта, незначительная мощность лесной подстилки, при достаточной ее увлажненности в весенний период, создают благоприятные условия для появления и роста естественного возобновления в сосняках зеленомошной группы. Кустарниковый ярус в этой группе выражен слабо и только в сосняке чернично-зеленомошниковом имеется хорошо сформированный подлесок из ольхи кустарниковой, высотой 4-5 м, и сомкнутостью полога 0,4 единицы. В небольшом количестве встречаются спирея средняя и ива козья. В сосняках брусничных единично произрастают шиповник иглистый и ракитник русский. Травяно-кустарничковый ярус в сосняках бруснично-толокнянковом и брусничном – с господством кустарничков, проективное покрытие которых составляет 35-40 %. В микропонижениях встречаются кукушкин лен и зеленые мхи.
Количества подроста в зависимости от давности последнего пожара, колеблется в значительных пределах: от нескольких тысяч в сосняках бруснично-толокнянковых и чернично-зеленомошных (п.п. 1, 2, 8, 9, 10) до нескольких десятков (п.п. 4, 5, 6, 7) и сотен тысяч в брусничном типе леса (рисунок 1).

Рисунок 1 – Естественное возобновление под пологом сосняка бруснично-толокнянкового. Тип условий местопроизрастания А2

Изучая ход естественного возобновления под пологом сосновых насаждений, пройденных низовыми пожарами, В.Е. Романов отмечает, что в сосняках брусничных под материнским пологом естественное возобновление идет независимо от интенсивности пожара – сосной без существенной примеси других пород [9].
Больше всего подроста (до 36 %) появляется через 6-10 лет после прохождения низового пожара, при этом возобновительный процесс зависит от величины и конфигурации пожарища, крутизны склонов и экспозиции, типов леса, состава насаждения, обилия плодоношения в первые два года после пожара и ряда других факторов.
Под пологом сосняка черничного на естественное возобновление существенное влияние, кроме подлеска, оказывает травяно-кустарничковый ярус, который составляют черника (Vaccinium myrtillus), отдельные виды борового разнотравья (ожика волосистая {Luzula pilosa L.}, чина низкая {Lathyrus himilis Fisch. ex DC.}, подмаренник северный {Galium boreale L.} и др.) с проективным покрытием 50-70 %. До 80-90 % почвы покрывают зеленые мхи (головчатый {Polytrichum commune Hedw.}, этажный {Hilocomium proliferum L.}, перистый {Ptilium crista-castrensis (Hedw.) De Not }, Шребера {Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt.}). Возобновление хвойными породами протекает в основном успешно, достигая, как было уже отмечено, нескольких (до 10) тыс. шт. на 1 га. В составе подроста, кроме сосны, участвуют также лиственница, кедр, береза, на долю которых приходится до половины единиц состава (таблица 1).
В сосняках разнотравной и крупнотравной групп типов леса на снижение количества подроста под их пологом, как и в сосняке чернично-зеленомошном, оказывают влияние густота подлеска и сомкнутость травяно-кустарничного яруса, создающих здесь и более сильное влияние.
В разнотравной группе, представленной сосняками разнотравно-брусничным и разнотравно-осоковым, в подлеске произрастают шиповник (Rosa cinnamomea), волчье лыко (Daphne mezereum L.), кизильник (Cotoneaster melanokarpa), жимолость (Lonicera coerulea L.), широко представлены – малина (Rubus idaeus), черемуха (Padus asiatica Kom.) и смородина черная (Ribes nigrum). Сомкнутость подлеска составляет 0,5-0,6. Травяно-кустарничковый ярус в первом типе представляет лесное низкотравье: грушанка круглолистная (Pirola rotundifolia L.), линея северная (Linnea borealis L.), башмачки (настоящий {Cipripedium calceolus L.}, пятнистый {Cipripedium gittatum L.}, крупноцветный {Cipripedium macranhum L.}), герань ложносибирская (Geranium pseudosibiricum J. Mayer.), фиалка одноцветковая (Viola uniflora), кровохлебка (Sanquisorba officinalis L.), костяника (Rubussaxatilis), составляющие основной фон яруса, в отличие от брусники (Vaccinium vitis idaea), которая встречается здесь в небольшом количестве.
В сосняке разнотравно-осоковом ее сменяют осока большехвостая (Carex macroura Meinsh.), осока стоповидная (Carex pediformis C.A. Mey.) и лесные злаки.
Проектное покрытие (75-90 %) и значительное задернение препятствует в этих условиях появлению всходов древесных пород, однако естественное возобновление хвойными породами, количество которого составляет 4-10 тыс. штук в сосняке разнотравно-брусничном и 3-4 тыс. шт. на 1 га в разнотравно-осоковом, можно считать удовлетворительным. Возрастная структура подроста, как и в сосняках зеленомошной группы, зависит от длительности периода, прошедшего со времени последнего пожара. В обследованных сосняках этой группы средний возраст подроста составляет 8-12 лет.
Отличительной чертой сосняков крупнотравной группы типов леса, представленной сосняками черемшово-крупнотравными, хвощево-вейниковыми и орляково-крупнотравными, является произрастание в них лесного крупнотравья, представителями которого могут быть: кипрей узколистный (Chamanerium anqustifolium L.), василистник (Thalictrum minis L.), горец вьющийся (Polygonum convolvulus), реброплодник (Pleurospermum uralense Hoffm.), пижма (Tanacetum vulgare L.), борьщевик сибирский (Heradeum sibiricum L.), чемерица черная (Veratrum nigrum L.) и др. В сосняке орляково-крупнотравном общий фон травяно-кустарничкового яруса создает папоротник орляк (Pteridium aquilinum L.), встречаются вороний глаз (Paris quadrifolia L.), чемерица Лобеля (Veratrum Lobelianum Bernh.), лютик ползучий (Ranunculus repens L.), кочедыжник женский (Athirium filix femina L.).
Густой подлесок (сомкнутость полога достигает 0,8-0,9) представлен ольхой кустарниковой (Alnus fruticosa Rupr.), рябиной сибирской (Sorbus sibirica Hedl.), жимолостью синей (Lonicera coerulea L.), реже встречаются бузина красная (Sambucus racemosa L.), боярышник (Crataegus sanguinea L.), акация желтая (Caragana arborescens L.).
Количество подроста хвойных пород под пологом крупнотравных сосняков снижается до 1,5-3,0 тыс. шт. на 1 га. Подрост сосны растет очень медленно, испытывая сильное конкурентное влияние, как со стороны материнского древостоя, так и со стороны подлеска с травянистой растительностью. Темнохвойные породы в этих условиях чувствуют себя лучше и часто занимают доминирующее положение в составе возобновления.

Распределение предварительного возобновления по категориям благонадежности, с поправками на возраст и размеры подроста (таблица 2), свидетельствует о том, что значительная часть последнего в районе исследования относится к категории благонадежного, который составляет в среднем 65 % всего живого хвойного подроста.

Таблица 1 – Характеристика естественного возобновления под пологом сосновых древостоев (n=45)

Колебание количества благонадежного подроста в пределах 50-85 % объясняется влиянием целого комплекса факторов, немаловажным из которых является сомкнутость полога материнского древостоя. Она обуславливает не только благоприятную микроклиматическую обстановку (прежде всего освещенность), но и другие зависимые от сомкнутости элементы, влияющие на возобновление, особенно характер напочвенного покрова. Оптимальная сомкнутость различна для разных древесных пород, на разных этапах возобновления, в различных лесорастительных условиях. Так, если для самосева ели сомкнутость материнского полога 0,7-0,8 обычно благоприятна, то для сосны более благоприятная обстановка создается при сомкнутости 0,5-0,6, а в северных районах – 0,4-0,3 [5].

А.И. Бузыкин отмечает, что более полное заселение верхних горизонтов почвы корнями и использование из нее элементов питания и влаги, низкая освещенность в молодых древостоях приводит к гибели под густыми молодняками и жердняками подроста, который отмирает на этапе всходов или одно- трехлеток [2].
В насаждениях, не подвергающихся пожарам и другим стихийным бедствиям, возобновление под пологом носит куртинный характер, когда молодое поколение обычно селится на месте отмерших или отмирающих старых деревьев, т.е. в естественно образующихся просветах в древостое. Наличие окон в пологе древостоя способствует развитию более качественного подроста, и напротив, подрост, испытывающих недостаток света, со временем переходит в категорию сомнительного, а затем и неблагонадежного подроста.

Так в сосняке брусничном при сомкнутости полога 0,3-0,4 (п.п. 5,6) благонадежный подрост составляет 72-85 %; увеличение сомкнутости полога до 0,75 (п.п.7) привело к снижению благонадежного подроста до 56 %.
В сосновых древостоях, пройденных низовыми пожарами, уничтожаются преимущественно тонкомерные, подчиненные деревья и для прорастания семян подготавливается напочвенная среда. В результате под разреженным пологом появляется одновозрастное поколение, равномерно размещенное по площади. О равномерности размещения подроста под пологом насаждений свидетельствует коэффициент встречаемости, величина которого практически везде выше 0,70 (таблица 2).
Под пологом насаждений зеленомошной группы типов леса в подавляющем большинстве преобладает сосновый подрост высотой до 0,5 м. В насаждениях, где последний пожар был свыше 30 лет назад, в составе возобновления значительная часть подроста может приходиться на категорию 1,5 м и выше. В разнотравной и крупнотравной группах типа леса от 20 до 30 % подроста хвойных пород приходится на промежуточную категорию высот от 0,5 до 1,5 м, в крупнотравной группе типов леса, кроме того, увеличивается и количество подроста более 1,5 м до 38-46 %. На уменьшение количества подроста высотой 0,5 м в этой группе типов леса, наряду с пожарами, оказывает хорошо развитый ярус из подлеска и травяно-кустарничковой растительности
Выводы. Давая оценку предварительного возобновления в сосновых насаждениях региона исследования, необходимо отметить в целом успешное его прохождение во всех типах леса. В зеленомошной и разнотравной группах типов леса возобновление хвойными породами идет главным образом за счет сосны и лиственницы. В крупнотравной группе типов леса приоритет принадлежит темнохвойным породам: ели, пихте и кедру, также являющихся ценными хозяйственными породами. При разработке лесосек, во всех типах леса необходимо стремиться к максимальному сохранению имеющегося подроста.

Библиографический список

1. Белов, С.В., Зарудный, Н.Н. Лесоведение (Учебное пособие и задания по лабораторным работам для студентов лесохозяйственного факультета). Лесоводство, ч. I, Л., 1974. – 108 с.
2. Бузыкин, А.И. К методике учета подроста // Возобновление и формирование лесов Сибири. – Красноярск, изд. и-та Леса и древесины СО АН РАН СССР, 1969. – С. 165-168.
3. Верхунов, П.М. Генезис и возрастное строение современных сосновых лесов Сибири // Лесоводственные исследования в лесах Сибири, вып. 2. – Красноярск, 1970. – С. 7-58.
4. Иваненко, Б.И. О методике Комплексного биогеоценологического исследования естественных лесовосстановительных процессов под пологом леса // Фитоценологические исследования в Белоруссии. Минск. «Наука и тех.», 1972. – С. 131-136.
5. Мелехов, И.С. Лесоведение: Учебник для вузов. – М.: Лесн. пром-сть, 1980. – 408 с.
6. Моисеев В.С. Таксация молодняков. – Л., ЛТА, 1971. – 344 с.
7. Побединский, А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. – М.: Наука, 1966. – 64 с.
8. Побединский, А.В. Оценка успешности естественного возобновления. – Лесн. хоз-во, 1969, № 1. – С. 29-31.
9. Романов, В.Е. Естественное возобновление в сосняках, пройденных пожарами. – Лесн. хоз-во, 1970, № 11. – С. 24-27.
10. Сабан, Я.А. Методы изучения точности учёта подроста под пологом леса и на вырубках // Лесн. хоз-во, лесная, бум. и деревообрабат. пром-сть, вып. 3. – Киев: Будывельник, 1974. – С. 46-48