Искусственное лесовосстановление и лесоразведение

Рост лесных культур сосны обыкновенной в различных эдафических условиях Западной Сибири
Сибирский государственный технологический университет

Рассматриваются вопросы влияния почвенного плодородия на рост деревьев, занимающих различное положение в пологе. Выявлены закономерности хода роста лесных культур в течение 48 лет. Существенно значимая отличие в росте культур в сходных лесорастительных условиях проявляется только начиная с тридцатилетнего возраста. Поэтому следует очень осторожно относиться к выводам, основанным на наблюдениях за культурами до фазы дифференциации.

Growth of Pinus Silvestris Forest Stands in Different Edaphyc Conditions of Western Siberia

The question of soil fertility influence upon growing the trees of different stand classes is investigated. The growth rate regularities of the forest stands (for the 48-year period) are revealed. Significant growth rate variations for the stands in similar growing circumstances are visible since the age of 30. Therefore, all the conclusions, based on stand data gathered before the differentiation phase beginning, must be carefully examined.

Не вызывает сомнений, что наиболее целесообразно для достижения максимального эколого-социально-экономического эффекта лесные культуры следует создавать на прогалинах, пустырях, участках, подверженных водной и ветровой эрозиям. К сожалению, следует отметить, что лесоводы стараются избегать такие площади, вследствие высокой сложности их искусственного лесовосстановления (засоление почвы, обилие вредителей и болезней, сильное задернение сорной растительностью и др.). Сопряжено с трудностями не только создание новых лесных культур, но и предотвращение гибели уже существующих.
Установление закономерностей роста лесных культур сосны обыкновенной на почвах различного плодородия и увлажнения является важным моментов для выбора способа обработки почвы, первоначальной густоты, технологии проведения рубок ухода. К настоящему времени отсутствует достаточное количество исследовательских работ для Южной Сибири, необходимых для принятия оптимальных хозяйственных решений.

Район исследования расположен в Новосибирской области (Коченевский район) в Барабинском северо-лесостепном округе зоны остепненных лесов. Лесные культуры произрастают на территории Приобского плато, материнские, почвообразующие породы которого - тяжелые карбонатные суглинки (Ковалев, 1966).
Западная Сибирь представляет собой большую аллювиальную равнину, на территории которой в третичный период было море. Отступив, оно оставило значительное количество солей. Слабая дренированность территории, спокойный рельеф, отсутствие значительных уклонов и тяжелый механический состав, в свою очередь, в совокупности определяют замедленность подземного стока, выщелачивание солей из толщи грунтов и минерализацию грунтовых вод (Семендяева,1990).
Рельеф резко приподнятый, плоский, местами плоско-увалистый, сильно расчлененный и хорошо дренированный мелкими притоками Оби (Чик, Оеш, Камышенка).
Климат резко континентальный с суровой зимой и жарким летом. Резко выраженные вековые и более короткие ритмические изменения климата способствуют чередованию засоления и рассоления почв, пространственному перемещению зон максимального соленакопления, усилению солонцеватости почв (Сляднев, 1970).
Приобское плато относят к лесостепной зоне серых лесных почв, оподзоленных, выщелочных и обыкновенных черноземов. Почвообразующие породы: комплекс суглинистых озерно-аллювиальных лессовидных четвертичных отложений.
На Приобском плато выделяют 4 почвенных района:

Из почв господствуют черноземы оподзоленные, выщелоченные, обыкновенные и серые лесные почвы, на фоне которых находятся пятна солодей. Незначительное участие в почвенном покрове принимают лугово-черноземные, лугово-болотные, болотные почвы, луговые солонцы и солончаки.
Лугово-черноземные почвы служат основным фондом пахотных земель. Почвы обогащены гумусом. Реакция среды гумусового горизонта слабокислая или нейтральная. Этим почвам свойственно высокое потенциальное плодородие. Валовые запасы азота, фосфора и калия, так же как и гумуса в них большие. Однако доступность элементов питания в них невысокая. Лугово-солонцеватые почвы встречаются редко и характеризуются наличием в профиле легкорастворимых солей. Реакция среды этих почв в верхнем горизонте слабощелочная, с глубиной – переходит в щелочную. Серые лесные почвы обладают высоким плодородием, более насыщены основаниями и имеющие благоприятные физические свойства. Насаждения на этих почвах имеют высокую производительность (I, II, реже III классов бонитета). Болотные почвы формируются в замкнутых понижениях, имеют избыточное переувлажнение и засоление. В зависимости от уровня стояния грунтовых вод подразделяются на заболоченные, задернованные и оторфованные солоди. По механическому составу в основном среднесуглинистые. Легко обрабатываются, не образуют глыб и имеют удовлетворительные водные и воздушные свойства.
В качестве объектов исследования были выбраны лесные культуры сосны обыкновенной (39-48 лет), созданные по одинаковой технологии в период с 1965-1967 год в различных эдафических условиях.
Для изучения роста и развития лесных культур сосны обыкновенной на различных типах почв в условиях Западной Сибири, в Коченевском лесничестве были заложены постоянные пробные площади на различных участках:
1участок - серая лесная почва;
2 участок – задернованная свежая солодь;
3 участок – луговая солонцеватая почва;
4 участок – заболоченная солодь;
Исследуемые лесные культуры заложены на землях вышедших из-под сельскохозяйственного пользования. Обработка почвы производилась плугом ПКЛ-70. Посадка осуществлялась в весенний период двухлетними сеянцами в дно борозды. Количество посадочных мест – 9000 шт./га. Посадка проводилась чередованием сближенных рядов. При этом сближенные до 1 м ряды чередуются междурядьями в 2,5 м. Средний шаг посадки под меч Колесова – 0,65 м.
Пробные площади (по 3 на каждый почвенный вариант) заложены по апробированным методикам (ОСТ 56-69-83). При обследовании проводилось измерение основных биометрических показателей: высота, диаметр ствола на высоте 0,1 и 1,3 м. Для одновозрастных насаждений чрезвычайно важна характеристика положения отдельных деревьев в пологе (класс Крафта). Все деревья на пробных площадях отнесены к трем группам:

Дальнейшее изучение динамики роста проводилось отдельно для каждой группы. Дополнительно на каждой пробной площади было взято 9 моделей (по 3 для каждой группы), у которых измерялись годичные приросты ствола по мутовкам. Годичные радиальные приросты были установлены по спилам с модельных деревьев, взятых на высоте 1,3 м.

Исследуемые лесные культуры по среднему диаметру легко могут распределены в две группы. Первая – культуры интенсивного роста со средним диаметром 20, 2 см (таблица 1). В группу входят насаждения, произрастающие на луговой солонцеватой, влажной солоди и серой лесной почвах. Вторая – культуры замедленного роста (D1..3 – 9,1 см), растущие на заболоченной солоди.
Асимметрия или мера косости является важным показателем, характеризующим ряд распределения. В течение всей жизни искусственных древостоев в зависимости от внутренних (генотип, густота, пространственная структура) и внешних факторов (рельеф, болезни и вредители, климатические особенности, рубки ухода), характеристика рядов распределения претерпевает изменения.
На почвах с более благоприятными условиями (серая лесная, луговая солонцеватая, влажная солодь) преобладают деревья с большим диаметром. О чем свидетельствует отрицательный показатель асимметрии (в среднем -0,3). Вершина распределения смещена в сторону больших ступеней толщины.
В худших лесорастительных условиях на заболоченной солоди, образуется многочисленная тонкомерная часть древостоя. Соответственно вершина распределения деревьев данного насаждения смещена в сторону низших ступеней толщины (асимметрия положительная)
Эксцесс характеризует степень концентрации деревьев в центральных ступенях толщины. Для всех исследуемых культур характерен закругленный пик распределения. С нашей точки зрения это объясняется рядом особенностей характерных для искусственных насаждений. Равномерность размещения, одновозрастность, меньшее генотипическое разнообразие снижают направление и интенсивность изреживания. На достаточно плодородных для сосны почвах наблюдаются незначительные отрицательные значения показателя крутости распределения (от -0,2 до - 0,4). На заболоченной солоди значительно медленный рост культур не приводит в 39-летнем возрасте к активной дифференциации деревьев и их отпаду. О чем свидетельствует плосковершинное распределение деревьев по толщине (эксцесс составляет -0,7- -0,8).
Сравнение хода роста по высоте изученных культур демонстрирует некоторые различия в зависимости от местопроизрастания и положения деревьев в пологе (рисунок). Это заключается в более интенсивном росте и накоплении запасов древесины на луговых солонцеватых почвах. В свою очередь, на заболоченной

Таблица 1-Статистические показатели лесных культур (диаметр ствола на высоте 1,3 м)

Почвы	№ ПП	Возраст, лет	Объем выбор- ки, шт.	Среднее квадра- тичес кое, см	Среднее ариф- метичес- кое, см	Медиана	Минимальное значение, см	Максимальное значение, см	Стандарт- ная ошибка, см	Асимметрия	Эксцесс	Коэф- фициент варьиро-вания, %
Серая лесная	1.1	48	100	21,1	20,5	21,3	7,0	30,0	0,5	-0,4	-0,1	23,6
	1.2		102	20,2	20,1	21,0	9,0	28,0	0,4	-0,4	-0,2	19,7
	1.3		103	20,1	19,9	20,5	8,5	27,5	0,4	-0,4	-0,2	20,6
Влажная солодь	2.1	48	109	21,3	21,6	22,0	7,0	30,0	0,5	-0,5	-0,3	24,0
	2.2		105	21,4	21,3	22,0	7,5	32,0	0,5	-0,5	-0,1	24,6
	2.3		101	21,8	21,2	22,0	7,0	30,0	0,5	-0,4	-0,3	24,9
Луговая солонцеватая	3.1	45	111	21,2	20,8	21,0	11,0	31,0	0,4	-0,1	-0,2	19,4
Луговая солонцеватая	3.2	45	100	20,4	20,0	20,5	10,0	27,5	0,4	-0,3	-0,6	19,4
Заболоченная солодь	4.1	39	97	10,1	9,8	10,0	5,5	14,5	0,3	0,0	-0,8	25,9
	4.2		102	9,8	9,4	9,5	5,5	14,5	0,2	0,0	-0,7	26,3
	4.3		98	10,2	9,8	10,0	5,5	15,5	0,3	0,2	-0,8	27,5

солоди культуры растут значительно медленнее. Можно предположить, что в процессе длительного сельскохозяйственного пользования, а как следствие, вносимых минеральных и органических удобрений, произошло накопление кислотных остатков (гуминовых кислот) и снижение фульвокислот, играющих основную роль в осоледении и подзолообразовании (Корсунова, 1977). Замедление прироста лесных культур возможно вызвано не только снижением плодородия корнеобитаемого слоя почвы, но также и формированием слаборазвитой корневой системы с коротким стержневым корнем из-за близкого залегания грунтовых вод.
Для господствующих и согосподствующих деревьев характерно синхронное увеличение прироста в высоту в 1978 и 1989 гг. и его снижение в 1980, 1983 , 1990 и 1995 гг. Установленная синхронность, безусловно, имеет климатически обусловленную составляющую.
Интересные закономерности проявляются при анализе данных хода роста деревьев одного класса Крафта в разных лесорастительных условиях. В пятилетнем возрасте деревья-лидеры (I-II классы Крафта) и средние (III классы Крафта) имеют близкие значения по высоте (рисунок 1, 2). Затем наблюдается формирование 3-х отличных друг от друга линий. Наиболее интенсивно растут культуры на луговой солонцеватой почве. Одной возрастной кривой с меньшими биометрическими показателями развиваются деревья на влажной солоди и серых лесных почвах. Наблюдаемые различия между ними с 39 лет составляют более 2 метров (один класс бонитета). В тоже время различия между культурами на луговой солонцеватой почве и заболоченной солоди, достигают более 4 метров (два класса бонитета).
На рисунке 1 проявляется интересная закономерность. До 24-летнего возраста деревья-лидеры на заболоченной солоди растут быстрее чем на серой лесной и влажной солоди. Ситуация меняется на противоположную только с тридцати лет. С нашей точки зрения причина заключается в том, что в период развития корневой системы в верхнем слое почвы (до 24 лет) процесс заболачивания и засоления не сказывается отрицательно на росте культур. В дальнейшем по мере проникновения в более глубокие почвенные слои наступает резкое снижение прироста в высоту. На влажной солоди и серой лесной почве в процессе длительного сельскохозяйственного пользования нарушается структура почвы, ухудшается водный режим (в большей степени дефицит влаги).
Резкое снижение прироста с 30-летнего возраста в культурах на заболоченной солоди наблюдается и среди деревьев III класса Крафта.
Ход роста деревьев IY и Y классов Крафта отличается не только более низкими показателями роста на всех почвах (рисунок 3). К 39-летнему возрасту, разница в высоте между лидерами и угнетенными на луговой солонцеватой почве составляет 4,0 метра (25 %). В то время как на заболоченной солоди всего 4,7 метра (39 %). Существенное снижение годичных приростов угнетенных деревьев определяет необходимость проведения рубок ухода по низовому методу. Запаздывание с уходом, особенно в лесных культурах из-за их слабой дифференциации деревьев и отпада угнетенных, может привести к общему снижению ростовых процессов и устойчивости к биотическим и абиотическим факторам всего насаждения.

В Барабинском северо-лесостепном округе зоны остепненных лесов наиболее продуктивные культуры сосны обыкновенной возможны на лугово-солонцеватой почве. Создание искусственных насаждений на заболоченной солоди без проведения мелиорации недопустимо.
Формирование устойчивых и высокопродуктивных лесных культур должно предусматривать в обязательном порядке проведение рубок ухода с удалением деревьев IY и Y классов Крафта. Интенсивность, сроки, кратность определяются лесорастительными условиями, схемой размещения, составом, сохранностью и наличием естественного возобновления

Главная

Исследовательские группы

Студенту

Growth of Pinus Silvestris Forest Stands in Different Edaphyc Conditions of Western Siberia