Главная

Исследовательские группы

Научно-практический журнал
Хвойные бореальной зоны
(в перечне ВАК)

Введение

Сохранение лесной экосистемы, особенно при промышленных рубках является одной из важнейших задач лесного хозяйства. Актуальной проблемой является восстановление лесных древесных ресурсов, сокращение сроков их возобновления.
Вопросами экологически безопасного лесопользования  при рубках главного пользования с использованием агрегатных машин занимались И.С. Мелехов, В.А. Соколов, В.И. Обыдёнников, А.В. Побединский, С.В. Белов, А.И. Бузыкин, А.С. Аткин, В.Н. Ретюнский, Г.М. Анисимов, Р.М. Бабинцева, А.И. Бондарев, В.П. Ботенков, А.М. Вегерин и др.
Производственный опыт и исследования рубок главного пользования свидетельствуют о том, что в условиях высокоинтенсивного лесного хозяйства  мало ценится и используется способность  лесов к самовозобновлению.
При подготовке лесосек к рубке и в процессе их разработок уничтожается благонадёжный подрост, имеющийся под пологом спелых и перестойных насаждений. Пассивное формирование естественных насаждений на вырубках ведёт, как правило, к существенному затягиванию сроков лесовосстановления, смене пород.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследования является процесс естественного восстановления леса после сплошных рубок с использованием лесозаготовительных машин отечественного и зарубежного производства с сохранением подроста  в эксплуатационных лесах Среднего Приангарья Усть-Илимского района.
Экспериментальные данные получены в результате полевого обследования насаждений на постоянных и временных пробных площадях. Исследования проводились на 10 постоянных пробных площадях с составлением абриса лесосеки и 20 временных в различных типах леса суммарной площадью 518,6 га. Для изучения лесовозобновления также применялся метод учётных площадок, предложенный А.В. Побединским. Для определения влияния сезонности вырубки леса на сохранение подроста было проведено обследование 12 летних и 18 зимних вырубок.
Пробные площади закладывались по стандартной методике и подробно описанным в литературе методикам.
На каждой пробной площади производилось лесоводственно-геоботаническое описание, с указанием особенностей древостоя, подроста, подлеска, напочвенного покрова и рельефа.
Для учёта естественного возобновления под пологом леса и на вырубках использовалась общепринятая методика с закладкой учётных площадок. На основании данных индивидуального перечёта подроста под пологом леса на  учётных площадках производилась оценка возобновления леса.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

На постоянных и временных пробных площадях было определено количество подроста в зависимости от типа леса (рис. 1). Исследования проводились в наиболее характерных сосновых и лиственничных, а так же смешанных сосново-лиственничных насаждениях под пологом леса и на вырубках.
На рисунке 1 представлено количество подроста под пологом материнского древостоя в смешанных сосново-лиственничных насаждениях. Наибольшее количество подроста наблюдается в зеленомошном типе леса (от 4 до 17 тыс./ га).
Наиболее слабо протекают восстановительные процессы в лишайниковом типе леса (1,9-2 тыс./ га).

На пробных площадях исследовалась сохранность подроста на вырубках 1-5-летней давности.

Для выяснения возможной связи густоты естественного возобновления с захламлённостью вырубок, сохранением живого напочвенного покрова, видовым разнообразием травянистой растительности были определены коэффициенты корреляции между ними.

Рисунок 1 – Распределение средней численности    подроста по типам леса                          

В таблице 1 приведены данные исследования пробных площадок по соотношению коэффициента обилия травянистой растительности после рубки.
При рассмотрении густоты естественного возобновления и коэффициента обилия травянистой растительности (К) выяснилось, что имеет место корреляционная связь, т.е. этот показатель  можно учитывать при выборе мер содействия естественному возобновлению.
На вырубках 3, 7, 26, 27 более однородный травянистый покров. На вырубках 1 и 2 преобладают сосна, для которой оптимальными являются биотические условия участков с достаточным увлажнением и содержанием минеральных веществ, слабая конкуренция травянистых растений.
Лиственные породы успешно конкурируют с травянистыми растениями, не образующими плотных дернин, и предпочитают более увлажнённые почвы.

Таблица 1 – Средняя густота возобновления в тыс. шт. на га на участках, имеющих соответствующий коэффициент обилия  травянистой растительности, определенная по шкале Друде

Учёт встречаемости (проводился на площади, составляющей 2 % учётных площадок с наличием того или иного растения от общей обследованной площади) позволил  выявить доминирующие виды травянистой растительности на вырубках (табл. 2).

Таблица 2 – Основные виды травянистых растений на постоянных пробных площадках

Вид	Номер пробной площадки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Вейник наземный Calamagrostis Epigeios Roth.	2,1	18,2	-	63,4	11,4	35,2	-	8,7	29,1
Вейник ланцентный Calamagrostis lanceolata Roth.	-	29	6,2	35	20	11,5	-	16,4	18
Осока лесная Carex silvatica Huds.	-	34,2	41	56,1	21,3	36,4	18,7	18,2	-
Осока обыкновенная (дернистая) Carex vulgris Fr. (C. Caespitosa auct)		11,0	32,0	17,4	56,3	28,0	30,0	20,6	17,8
Ожика волосистая Luzula pilosa Willd	-	-	9,8	-	5,4	-	-	-	-
Герань лесная Geranium sylvaticum L.	46	-	37	11	42,3	2	6,2	12	-
Майник двулистный Maianthemum bifoliuv (L.) F.W/Schmidt	84	-	36,2	61	27,2	30	34	-	23
Подмаренник бореальный Galium boreale L.	-	-	-	-	2,4	3,5	-	-	-
Мытник лесной Pedicularis silvatica L.	-	78	-	-	-	36,7	-	-	28,6

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Пижма обыкновенная Tanacetum vulgare L.	-	-	64	31,4	10,2	41,0	34,6	7,2	-
Майник двулистный Maianthemum bifolium (L.)	59,1	74,0	36,4	39,1	15,3	-	-	22,7	17,6
Василистник малый Thalictrum minus L.	9,8	-	-	5,9	11,0	-	-	34,0	-
Клевер люпиновый Trifolium lupinaster L.	-	-	6,2	-	10,0	18,3	9,8	-	9,4
Горошек мышиныйVicia cracca L.	49,2	52	32,2	11,0	21,3	20,8	26,3	13,7	32,1
Чина луговая Lathyrus pratensis L.	11,3	-	9,8	6,4	7,8	-	-	10,1	-
Фиалка полевая Viola arvensis Murray	28	-	37	10,0	8,7	-	-	4,5	-
Чина весенняя Lathyrus vernus L.	24,3	-	16,7	-	-	-	-	6,4	-
Иван-чай Chamaenerion angustifolium (L) Scop.	-	43	26,4	35,8	11,9	47,8	38,9	13,8	15,6
Чистотел большой Chelidonium majus L.	-	66,7	81	-	-	9,2	58,0	-	67
Тысячелистник обыкновенный Achillea Millefolium L.	13,4	-	12,0	8,7	-	10,0	39,0	-	6,3
Купена душистая Polygonatum odoratum (Miller) Druce	23,1	-	-	11,3	-	20,4	8,9	-	-

Таблица 3 – Влияние представителей травяного покрова на появление всходов сосны

Травянистые (преобладающие)	Тип почвенно-грунтовых условий	Тип вырубки	Проективное покрытие почвы травянистыми растениями, %	Количество всходов, тыс.штук
Вейник, бобовые	В2	Разнотравные, крупнотравные	70-85	3,5-5,0
Брусника, вейник, зм	А0, А1, В1, В2	Брусничниковый, бруснично-вейниковые с присутствием зеленых мхов	65-80	3,0-8,0
Кипрей, веник	В2, В3	Кипрейный, разнотравный	55-70	2,5-5,0
Зм, вейник	В2, В3	Зленомошно-разнотравные	75-85	4,0-7,0
Кипрей	В2, В3	Кипрейно-паловый	80-90	0,5-2,0
Прочие виды	В2, В3	Разнотравный, крупнотравный, вейниковый	75-95	1,5-3,0

По мере увеличения густоты живого напочвенного покрова условия для появления и роста древесных пород ухудшаются. Так, например, в сосняке прирост самосева сосны на участках с травяным покровом составлял 5,6-6,6 сантиметров в год, а без него – 7,3-9,9 см в год. Особенно хорошо эта разница выражена у сеянцев растущих около куртин со злаками. Наименее успешно заселяются сплошные вырубки на тех участках, где преобладают относительно богатые супесчаные и суглинистые почвы, которые после рубки древостоя буйно покрываются травянистой растительностью, затрудняющей возобновление не только хвойных, но и лиственных пород.
Дальнейшее наблюдение на постоянных и временных пробных площадях позволят установить характеристики хода естественного возобновления на различных типах вырубок и послужить базой для разработки рекомендаций.
Основными факторами следует считать тип леса, тип вырубки, густоту, состояние и состав естественного возобновления, параметры вырубки, степень задернения.
Процесс возобновления тесно связан с условиями местопроизрастания, формирующимся типом вырубки, наличием обсеменителей, мерами содействия.
Большое значение для лесовозобновления вырубаемых площадей имеет место подрост предварительной генерации. На всех обследованных вырубках амплитуда колебаний широка – от 1,3 тыс. шт/га до  14,0 тыс. шт/га.
С учётом подроста последующих генераций и, принимая во внимание небольшую давность обследованных вырубок (1-3 года), а также повторяемость урожайных лет у сосны (раз в 3-4 года), окончательные выводы делать не следует. Дальнейшие исследования позволят более полно осветить ситуацию и выявить роль последующих генераций.
Большой практический интерес представляет сезонность вырубки леса. Анализ возобновления летних вырубок показал, что на 75 % вырубленных площадей количество хвойного подроста достаточно для успешного формирования будущего древостоя. Предполагается, что на зимних лесосеках подрост сохраняется лучше чем на летних за счёт  большого снежного покрова. Обследование показало, что вырубки зимней разработки подвергаются задернению сильнее и быстрее, чем летней разработки. Вырубки зимней разработки самостоятельно возобновляются на 3-5 лет позже, особенно на плодородных почвах. Несмотря на то, что в оставшемся на вырубках подросте сосна доминирует, формирование сосняков в будущем представляется маловероятным. В лесовосстановлении вырубок подрост предварительной генерации играет основную роль в более сухих условиях, с увеличением влажности возрастает роль подроста последующих генераций. В более влажных условиях подроста сохраняется почти столько же, но возрастает доля повреждённого. Уменьшение количества жизнеспособного подроста происходит, частично, за счёт гибели в последующие годы повреждённого подроста во время рубки (табл. 4).

Таблица 4 – Характеристика подроста на вырубках

№ п.п.п.	Условия произрастания	Доля участия, хв./лист.	Густота, тыс. шт/га	Средняя высота, м	Доля неблагонадёжного подроста, %	Минерализация почвы, %	Покрытие порубочными остатка-ми, %
1	2	3	4	5	6	7	8
1	А1	100	2,9	1,2	26,4	49	30,1
2	А1	100	3,2	2,1	43	53,4	45
3	С3	100	2,9	2,4	9,7	43	5,7
4	С3	100	2,0	2,0	43	51,6	24,6
5	С3	100	5,3	1,4	36,2	45,6	11,2
6	А1	100	2,6	0,6	41,5	41	4,3
7	С2	100	6,4	2,2	28,6	52,3	15
8	А0	100	3,1	1,0	22	50,8	16
9	С2	100	4,7	1,7	16,7	48,2	24,1
10	С3	90/10	8,2	1,5	21,7	54	21
11	Б1	50 / 50	1,3	1,0	8,3	49,6	23,2
12	С3	100	1,6	0,9	32	47,1	17,9
13	С2	90 / 10	1,9	1,3	29	46	26
14	С3	100	1,1	1,6	24,3	45,7	29,1
15	Б1	80 / 20	2,1	1,8	4,7	53,2	14
16	С2	70 / 30	0,8	1,9	6,8	44,7	9,2
17	С2	100	2,8	1,7	5,3	42,6	10,1
18	С2	80 / 20	1,6	0,8	10,4	48	16,8
19	С2	80 / 20	2,0	1,1	13,2	49,3	19
20	С3	60 / 40	4,3	1,7	29,5	51,8	23,1
21	С3	50 / 50	3,1	1,8	38,4	46	22
22	С3	40 / 60	5,4	2,3	32,1	45,7	13,5
23	А0	40 / 60	3,0	0,8	9	35,6	11,2
24	Б1	30 / 70	2,0	0,4	7,3	43,5	10,8
25	С2	90 / 10	2,0	1	15,3	45,4	14,6
26	С2	100	2,3	0,3	6,5	36,1	9,6
27	С3	100	1,2	0,9	10,1	43,2	11
28	А0	90 / 10	0,8	1,2	17,2	44	18,2
29	С2	90 / 10	2,6	1	7,8	32,4	16,4
30	А0	100 / -	1,5	0,4	5,1	30	8,7

Определённый интерес представляет распределение сохранившегося подроста по высотам и количество неблагонадёжного подроста в каждой ступени высот.
Больше всего сохраняется подрост, высота которого не превышает 1,0 м. На его долю приходится до 66 %. Крупный подрост (1,5 м и более) составляет до 31 %. В целом он повреждается в большей степени. Его распределение по вырубке крайне неравномерно – группами.
Между густотой подроста и его высотой  существует тесная связь (рис. 2), чем крупнее подрост, тем меньшее количество его сохраняется (коэффициент корреляции r=0,74 (> 1,0).
Подрост высотой до 1 метра имеет наименее одревесневшие стволики, что  обеспечивает ему гибкость. При зимней заготовке леса  подрост высотой до 1 метра  лучше сохраняется за счёт снежного покрова который в среднем достигает 1 метра.

Рисунок 2 – Зависимость густоты подроста от его   высоты

В таблице 5 приведены результаты распределения количества подроста по категориям высот.

Таблица 5 – Результаты распределения количества подроста в тыс.шт. на га (числитель) и неблагонадёжного подроста (знаменатель) по категориям высоты

Всего подроста/ в т.ч. неблагонадёжного	Категории высот, м
	0-0,5	0,51-1,0	1,01-1,5	1,51-2,0	2,0 и более
1	2	3	4	5	6
Разработка лесосек летом
3,0 / 0,2	1,2 / 0,1	1,8 / 0,1	-	-	-
7,2 / 3,80	2,0 / 0,5	1,5 / 0,7	0,4 / 0,1	0,3 / 0,1	3 / 2,4
6,4 / 1,6	1,5 / 0,3	2,0 / 0,2	1,7 / 0,9	-	1,2 / 0,2
3,5 / 1,0	-	2,4 / -	-	1,1 /  1,0	-
4,5 / 0,8	0,2 / -	-	2,1 / 0,2	0,5 / 0,2	1,7 / 0,4
Разработка лесосек зимой
6,5 / 2,4	2,6 / 0,5	-	0,3 / -	1,5 / 0,7	2,1 / 1,2
3,2 / 0,5	-	1,8 / 0,1	0,1 / -	0,7 / 0,2	0,6 / 0,2
5,6 / 0,5	-	5,0 / 0,3	-	0,6 / 0,2	-
4,0 / 0,8	0,6 / 0,1	1,9 / 0,4	0,2 / -	1,3 / 0,3	-
5,8 / 1,4	3,5 / 0,1	0,3 / 0,1	0,2 / 0,2	0,4 / 0,3	1,4 / 0,7