Таблица 3.13
      Оценка культур сосны в долгомошном типе условий местопроизрастания
     

Класс возраста

 

 

Общее количество участков

 

 

Оценка

с учетом:

 

 

Градации качества, %

хорошие

удовлетворительные

неудовлетворительные

Посевы средней подзоны тайги

I

 

54

полноты

18

78

4

44

состава

39

48

13

II

 

59

полноты

31

69

-

59

состава

39

51

10

Посевы южной подзоны тайги

I

 

62

полноты

18

71

11

57

состава

39

49

12

II

 

77

полноты

48

44

8

74

состава

42

54

4

Посадки южной подзоны тайги

I

 

74

полноты

23

66

11

75

состава

57

42

1

II

 

60

полноты

37

60

3

58

состава

66

33

1

     
      Посадки сосны в условиях долгомошных вырубок южной подзоны характеризуются более высокими показателями качества как по полноте, так и по составу. Только 1% посадок II класса возраста отнесен по составу к культурам неудовлетворительного качества. В посевах этот показатель составляет 4%. Преимущество посадок по полноте выражено ещё в большей мере и достигает 5% (табл. 3.13). Такое обстоятельство можно объяснить обильным естественным возобновлением лиственных пород, на что указывал В.Г. Чертовской (1963).
     
      4. РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОСНЯКОВ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
     
      Под ростом культурфитоценозов мы понимаем увеличение основных таксационных показателей древостоев. Актуальность данного вопроса возрастает в связи с расширенным внедрением в лесохозяйственное производство методов стандартизации отдельных его процессов, обеспечением нормативными материалами.
      Вопрос преимущества искусственного или естественного лесовосстановления давно волнует как ученых, так и практиков (Прокопьев, 1964, 1981; Тимофеев, 1965; Григалюнас, 1967; Набатов, 1968; Рубцов, 1969; Ипатов, 1974 б; Багинский, 1972; Успенский, Попов, 1974 б; Габеев, 1982; Поляков, Ипатов, Успенский, 1986; Редько, Бабич, 1994; Залесов, Лобанов, Луганский, 2002 и другие). До сих пор так и не получен однозначный ответ.
      Это и понятно, потому что приходится изучать культуры разной густоты, созданные разным посадочным материалом при различной обработке почвы. Кроме того, обширность территории России, многообразие типологического состава лесов, изменения продолжительности периода между семенными годами с севера на юг и с запада на восток и многие другие факторы определяют успех естественного и искусственного лесовосстановления.
      В последние десятилетия издан ряд работ, в которых анализируется успешность культур основных лесообразующих пород России (Ипатов, 1974а, 2003а, 20036; Успенский, Попов, 1974а; Писаренко, 1977; Родин, 1977; Ларин, Паутов, 1989; Габеев, 1990; Писаренко, Мерзленко, 1990; Бабич, Мерзленко, 1998; Щерба, Водин, 2000; Мерзленко, Бабич, 2002; и др.). Эти ученые внесли значительный вклад в пропаганду последних достижений в области искусственного лесовосстановления. Но, тем не менее, для отдельных регионов и, в частности, для Вологодской области, многие вопросы остаются актуальными и требуют дальнейшего развития.
      И.С. Мелехов (1975) отмечает, что естественное и искусственное возобновление имеют свои преимущества и недостатки. Правильный выбор определяется не абстрактным противопоставлением искусственного возобновления естественному. И естественное, и искусственное возобновление должны соответствовать месту и времени. Искусственное возобновление в первую очередь необходимо проводить там, где не обеспечивается полноценное естественное возобновление.
      В основу главы положены результаты исследований, проведенных на пробных площадях, анализы почвенных и растительных образцов, а также массовые материалы лесоустройства по таксации культур сосны средней и южной подзон тайги (табл. 4.1).
     
      Таблица 4.1
      Объемы исходного материала по данным лесоустройства
     

Тип

условий местопроизрастания

Метод создания

Число выделов, шт.

Площадь культур, га

Средняя подзона тайги

Лишайниковый

Посев

48

428,0

Брусничный

 

Посев

121

1259,6

Посадка

41

323,6

Черничный

 

Посев

467

6007,1

Посадка

237

2378,8

Кисличный

 

Посев

140

1685,1

Посадка

43

539,0

Долгомошный

 

Посев

119

1385,9

Посадка

34

415,0

Итого

1250

14422,1

Южная подзона тайги

Лишайниковый

 

Посев

114

760,5

Посадка

187

1062,2

Брусничный

 

Посев

232

1268,5

Посадка

207

861,2

Черничный

 

Посев

234

2235,6

Посадка

152

804,2

Кисличный

 

Посев

84

541,0

Посадка

53

337,6

Долгомошный

 

Посев

151

954,5

Посадка

152

902,8

Итого

1566

9728,1

Всего

2816

24150,2

     
      Изменение высот, диаметров и запасов с возрастом выровнено графическим способом. Он широко применяется учеными (Дуда-рев, Успенский, 1970; Мерзленко, Бабич, 2002; и др.).
     
      4.1. Рост и продуктивность культур в лишайниковом типе условий местопроизрастания
     
      Ускоренное лесовозобновление на вырубках является важной составной частью проблемы повышения продуктивности лесов. Как отмечает А.А. Листов (1982), создание за наиболее короткий период устойчивого к неблагоприятным воздействиям молодого соснового поколения представляет собой сложную задачу. Лишайниковые вырубки и гари нельзя считать успешно возобновившимися сосной до тех пор, пока не сформируется более или менее устойчивое к неблагоприятным воздействиям молодое поколение сосны, обеспечивающее создание будущего древостоя.
      М.Е. Ткаченко (1952), определяя конечную границу лесовозобновления с биологической точки зрения, писал: «Момент смыкания молодняков и образования чащи можно считать за окончание процесса возобновления леса. Повторная оценка молодняков естественного и искусственного происхождения в конце этого периода будет значительно более надежной».
      В лишайниковых сосняках южной подзоны тайги возобновление леса часто неудовлетворительное. Причина этому – чрезвычайная сухость и бедность почвы, а также развитый лишайниковый покров (Мелехов, Чертовской, Моисеев, 1966).
      Для создания и формирования устойчивых насаждений на лишайниковых вырубках среднетаежной подзоны следует стремиться к быстрейшему смыканию культур сосны. Это достигается созданием культур с густой 6-8 тыс. посевных или посадочных мест на 1 га. Необходимо учитывать также то обстоятельство, что посевы сосны в этих условиях чаще поражаются фацидиозом, а посадки - майским хрущом (Ларин, Паутов, 1989). Еще раньше аналогичную особенность отмечал А.В. Патранин (19586) для условий Вологодской области. В.Б. Ларин и Ю.А. Паутов (1989) рекомендуют на сильно-захрущевленных почвах создавать культуры сосны методом посева. Посадку сеянцев лучше проводить по неподготовленной почве, так как в этом случае создаются менее благоприятные условия для развития личинок.
      Краткая характеристика сосняков искусственного происхождения, формирующихся в условиях лишайникового типа леса, приведена в таблице 4.2.
     
      Таблица 4.2
      Характеристика культур сосны в лишайниковом типе леса*
      

Возраст, лет

Высота, м

Диаметр, см

Состав

Запас древесины, м3/га

Посадки

10

_-_

1,7

_-_

2,0

_-_

91С9Б

_-_

8

20

_-_

4,2

_-_

4,2

_-_

91С9Б

_-_

21

30

_-_

6,3

_-_

7,0

_-_

100С

_-_

38

40

_-_

8,0

_-_

10,2

_-_

100С

_-_

58

Посевы

10

1,2_

1,7

0,8_

1,7

_-_

97СЗБ

4

 9

20

2,9_

3,9

3,2_

3,4

_-_

96С4Б

15

17

30

5,4_

5,9

5.6

5,6

_-_

93С7Б

33

37

40

8,3_

8,3

8,0_

8,2

_-_

100С

66

68

      * В числителе – данные для средней, в знаменателе – для южной подзоны тайги.
     
      Анализ показал, что по сравнению с таблицами хода роста сосновых древостоев естественного происхождения (Левин, 1971; Львов, Ипатов, Плохов, 1980; Гордина, 1982), культуры в лишайниковом типе условий местопроизрастания отражают как ряд общих закономерностей, так и обладают особенностями формирования. К таким общим закономерностям относится произрастание под пологом сосняков лишайниковых единичных экземпляров ели и березы.
      По нашим данным, посевы сосны в южной подзоне в 40-летнем возрасте значительно превосходят по высоте молодняки естественного происхождения (табл. 4.3), различия по отдельным пробным площадям достигают до 25% в пользу культур.
      В лишайниковой группе типов условий местопроизрастания лесные культуры создаются сравнительно редко, так как в большинстве случаев возобновление леса на вырубках и гарях обеспечивается естественным путем. Однако в отдельных случаях возникает производственная необходимость проведения искусственного лесовосстановления и в этих лесорастительных условиях, так как лесовозобновительный процесс на гарях лишайниковых вырубок иногда затягивается на десятилетия (Побединский, 1973) и даже до 40-50 лет (Храмов, Листов, 1981).
      С точки зрения сохранения углеродного баланса (культуры начинают депонировать углерод с первого года их создания), выращивание рукотворных лесов оправдано.
      По количеству деревьев на 1 га молодняки искусственного происхождения значительно уступают молоднякам естественного происхождения. По данным В.И. Левина (1971), число деревьев в 40-летнем насаждении естественного происхождения составляет 4710 шт./га. И как итог пониженной густоты, культуры характеризуются более высокими средними диаметрами. Например, в 40 лет средний диаметр культур составляет 7,9 см (п.п. 30/8), а по В.И. Левину – 6,2 см. По данным двух пробных площадей 23/1 и 24/2 средний диаметр сосны составляет в 46 лет - 10,9 см (табл. 4.4), а в естественных насаждениях – 7,0 см.
     
      Таблица 4.3
      Сравнительная характеристика сосняков искусственного и естественного происхождения в лишайниковом типе леса
     

Возраст, лет

 

 

 

Культуры

Естественные насаждения

по материалам лесоустройства

по данным пробных площадей

посадки южной подзоны Вологодской обл., Ипатов(1986)

 

Архангельская обл.,

Левин (1971)

 

 

подзона

средняя подзона

южная подзона

южная подзона

средняя

южная

посев

посев

посадка

23*

1

12

1

24

 2

27 28

5   6

Львов, Ипатов, Плохов (1980)

Средняя высота, м

20

2,9

90,6

3,9 121,8

4,2 131,2

3,19 99,7

3,35 104,7

4,2 131,2

4,5

140,6

3,2

100**

-

-

3,8

118,7

30

5,4

103,8

5,9 113,4

6,3

121,1

7,35 141,3

6,24 120,0

7,0

134,6

7,3

140,3

5,2

100

5,5

105,7

-

5,2

100

40

8,3

106,4

8,3 106,4

8,0

102,5

10,91 139,8

8,53 109,3

10,5 134,6

-

 

7,8

100

7,5

96,1

7,0

89,7

Средний диаметр, см

20

3,2 96,9

3,4 103,0

4,2

127,2

-

-

-

-

3,3

100

-

-

-

30

5,6 105,6

5,6 105,6

7,0 132,1

-

-

-

-

5,3

100

4,5

 84,9

-

-

40

8,0 109,6

8,2

112,3

3

10.2

139,7

-

-

-

-

7,3

100

6,2

84,9

-

-

Запас древесины, м3/га

20

15

100

17 113,3

21 140

-

-

-

-

15

100

-

-

-

30

33

71,7

37 80,4

38 82,6

-

-

-

-

46

100

42

 91,3

25

54,3

45

 97,8

40

66

70,2

68

72,3

58 61,7

-

-

-

-

94

100

62

65,9

57

60,6

78

84,0

      * Характеристика культур приведена в таблице 4.4;
      ** процентное выражение показателя
     
      Таблица 4.4
      Характеристика культур сосны, созданных в лишайниковом типе условий местопроизрастания
     

№ пробной площади

 

 

Метод создания

 

 

Первоначальная густота, тыс. шт./га

 

 

Состав

 

 

Возраст,

лет

 

 

Бонитет

 

 

Средние

Число деревьев, шт./га

 

 

Полнота

 

 

Запас древесины, м3/га

 

 

Д, см

Н, м

23

1

посев

10,0

10С

46

III

10,4+0,2

12,5

2712

0,95

164

24

2

посев

8,0

10С

46

III

11,4+0,2

12,6

2236

0,92

160

12

1

посев

9,2

10С

44

V

6,4+0,2

7,4

4340

0,87

74

30

8

посев

8,0

10С

40

Vа

7,9+0,1

5,4

1327

0,41

24

43

3

посадка

5,0

10С

38

Vа

5,5+0,1

5,1

1142

0,20

11

42

2

посадка

4,0

10С

32

Vа

4,7+0,1

4,5

2200

0,32

15

27

5

посадка

4,0

10С

31

IV

8,9+0,2

6,9

1835

0,65

50

28

6

посадка

4,0

10С

31

III

8,9+0,2

8,3

2240

0,71

69

41

1

посев

3,3

10С

30

V

5,4+0,1

5,1

3366

0,58

31

     
      4.2. Лесоводственная оценка культур в брусничном типе условий местопроизрастания
     
      Согласно эколого-фитоценотической схеме сосновых типов леса Вологодской области (по В.Г. Чертовскому и И.В. Волосевичу, 1971) сосняки брусничные входят в зеленомошную группу типов леса. По 100-балльной бонитировочной таблице для оценки лесных почв, разработанной А.Л. Паршевниковым, B.C. Серым и Ю.М. Бахваловым (1976), почва этого типа леса оценивается в 60-80 баллов.
      Под сосняками брусничными на песчаных отложениях образуются различные по степени оподзолености почвы, чаще всего иллювиально-железистые подзолы. Под лесной подстилкой мощностью 3-4 см залегает белесый с сероватым оттенком подзолистый горизонт мощностью 10-15 см. Все песчаные горизонты имеют сравнительно небольшой объемный вес (1,2-1,5 г/см3) и низкую влажность, которая на глубине 50 см очень редко превышает 6-7% (Паршевников, Серый, Бахвалов, 1974). По сравнению с лишайниковым типом условий местопроизрастания и близких к нему типами леса, брусничный занимает почвы с более богатыми условиями местопроизрастания.
      Основное участие в формировании состава древостоя принимает культивируемая порода – сосна, то есть независимо от подзоны тайги и метода создания сосна занимает доминирующее положение. В той или иной мере к сосне примешиваются ель и лиственные – береза, осина, редко ольха, играющие почвоулучшающую роль.
      О.А. Неволин (1969) отмечает бесспорную почвоулучшающую роль березы в смешанных сосново-березовых насаждениях. Береза выполняет функции биомелиоратора бедных песчаных почв. Её опад по сравнению с опадом хвойных пород содержит больше азота и зольных элементов, способствует биохимическому процессу разложения органического вещества в подстилке и усиливает круговорот биогенных элементов. Уменьшается кислотность и увеличивается трофность подстилки (Лазарева, Зябченко, 1981).
      В общебиологическом аспекте смешанные древостой эффективнее чистых, поскольку они наиболее полно используют среду, так как каждая порода занимает свою экологическую нишу. Общепризнанно, что наиболее продуктивными являются не чистые сосновые, а смешанные по составу и сложные по форме насаждения сосны, а смешение пород следует рассматривать как дополнительный способ повышения продуктивности лесных культур.
      В.В. Огиевский и др. (1949) для всех типов лесорастительных условий, в которых возможно выращивание сосны, кроме очень сухих боров, рекомендуют смешанные культуры сосны с лиственными породами и кустарниками.
      Следует иметь в виду то, что участие березы в формировании состава фитоценоза сосны оказывает положительное влияние на плодородие почвы (Неволин, 1966; Побединский, 1973; Валяев, 1980; и др.).
      Соотношение сосны и березы в составе культур брусничного типа леса как 8:2 можно считать оптимальным. Положительное в хозяйственном отношении влияние березы на сосну обнаруживается лишь при условии её удельного веса в составе насаждений не свыше 20-30% (Луганская, Луганский, 1970; Валяев, 1980). Давая хозяйственную оценку состава насаждений, В.Н. Валяев (1973) пришел к выводу, что для условий южной и средней Карелии в 40-60-летних сосняках брусничных и черничных оптимальным участием березы в насаждениях является не более единицы.
      В сосново-березовых насаждениях свежего бора республики Марий-Эл лучше протекает процесс разложения лесной подстилки и наблюдается более значительное накопление гумуса в почве. Это ведет к улучшению биохимических, физико-химических и физических свойств почвы. Вместе с тем в хвойно-лиственных лесах увеличивается приток зимних осадков, происходит более раннее оттаивание почвы в зоне корневых систем (Зудин, 1960).
     
      4.3. Формирование культур сосны в черничном типе условий местопроизрастания
     
      Данный тип условий произрастания является зональным, наиболее распространенным, то есть характерным для тайги Европейского Севера с преобладанием подзолистого типа почвообразования.
      Дендрофлористическая емкость сообществ, формирующихся в этих условиях местопроизрастания, значительно богаче лишайниковой группы. Состав молодняков более сложен. Кроме березы в составе присутствуют ель, осина и редко ольха с ивой. Как в посевах, так и посадках участие сосны в составе доминирующее (табл. 4.5).
      Мы придерживаемся мнения B.C. Шумакова и В.Н. Кураева (1973) о том, что типу леса свойственно обычно не определенная почва, а их сочетание или комплексы, состав которых может колебаться в пределах вида, подтипа и даже типа почв.
      На вырубках сосняков черничных в естественных условиях происходит, как правило, смена пород сосны на ель через стадию березняка или осинника. Например, с 1868 по 1911 гг., т.е. за 44 года, площадь сосняков в Орловской корабельной даче Вологодской губернии уменьшилась на 22,3% (Битрих, 1913). Н. Орлов (1928), после проведения исследований в верховье реки Сухоны, отмечает, что значительное участие лиственных пород явилось следствием рубки сосновых лесов и смены пород.
      По данным Г.А. Чибисова и Л.Ф. Ипатова (1971), после рубки сосновых насаждений Вологодской области только в редких случаях не происходит смены пород, в основном же образуются чистые лиственные и лиственно-еловые молодняки.
      Рассматривая проблему лесовосстановления в целом по Европейскому Северу, Е.Г. Тюрин (1987) констатировал: «При ежегодной вырубке хвойных насаждений в среднем на площади 350 тыс. га смена пород в течение последних 22 лет происходила на площади 131 тыс. га в год».
     
      Таблица 4.5
      Характеристика сосняков черничных искусственного происхождения
     

Состав

Возраст, лет

Высота, м

Диаметр, см

Запас древесины, м3/га

Посадки

45С39Б12Ос4Е 56СПЕ32Б1ОС

10

1,5*

1,9

1,3

3,1

10

10

30С32Б20с15Е2Ив1Ол 53С3Е26Б15Ос3Ол

20

4,1

5,0

4,8

5,5

31

39

35С32Б19Ос14Еед.Ив 62С12Е24Б2Ос

30

7,2

8,3

7,8

8,7

71

75

30С39Б18Е13Ос 57С12Е23Б70с10л

40

10.8

11,5

10,2

12,4

115

118

Посевы

15С39Б17Ос6Е3Ол

93С7Б

10

1,5

1,7

1,2

3,0

10

10

29С36Б18Ос17Еед.Ол 82С13Б3Ос2Е

20

4,2

5,5

4,4

6,3

30

43

38С32Б15Ос14Е0.5Ол0.5Ив 70С23Б5Е2Ос

30

8,1

9,1

8,0

8,9

60

80

43С34Б17Е6Ос

94С4Б2Е

40

12.0

12,1

12,0

11,1

120

140

      * В числителе - данные для средней, в знаменателе - для южной подзоны тайги.
     
      4.3.1. Рост и продуктивность посевов и посадок
     
      Многие годы основным методом создания лесных культур в Вологодской области оставался посев. Постоянство этого метода на Севере определено благоприятным сочетанием почвенно-климатических условий. Хорошей грунтовой всхожести семян, высокой приживаемости всходов и успешному их росту благоприятствуют умеренные летние температуры воздуха (среднемесячная температура июля +15-17 °С), достаточное количество осадков в вегетационный период. И.С. Мелехов (1959), П.М. Малаховец, Ф.Б. Орлов (1974) и другие видели в таком благоприятном сочетании эдафических и климатических факторов успех и постоянство посева как надежного метода воспроизводства лесных ресурсов.
      После создания в 1927-1930 гг. участка опытных культур С.В. Алексеев (1932) отмечает, что посев ближе к природе и в силу этого должен давать насаждения более высокого качества, тогда как организация посадок на обширных площадях при слабой населенности, недостатке рабочих рук, малочисленности специалистов и низшего технического персонала, при сосредоточении работ в пределах непродолжительных сроков, на фоне осеннего и весеннего бездорожья представляется делом более трудным, чем организация посевов.
      Несмотря на значительный временной период, прошедший с момента сравнительной оценки С.В. Алексеевым методов создания лесных культур, некоторые его высказывания актуальны и в настоящее время.
      Объектом наших исследований послужили опытные культуры сосны в Кадуйском лесхозе, представляющие большой теоретический и практический интерес.
      Культуры созданы весной 1938 г. на вырубке 1935 г. и находятся в кв. 102 Кадуйского лесничества. До рубки здесь рос сосняк черничный II класса бонитета, с составом 9С1Б. Рельеф участка ровный, положение повышенное. Почва – подзол маломощный, песчаный, иллювиально-железистый, на древнеаллювиально-железистом и древнеаллювиальном песке. По физико-химическим свойствам она наиболее типична для произрастания высокопродуктивных сосновых древостоев южной подзоны тайги (Ипатов, 1981). Половина участка площадью 8 га занята культурами, созданными посадкой, другая – посевом. Посадка произведена однолетними сеянцами, выращенными из местных семян. При посеве использованы также местные семена, класс сортности II, норма высева 2,5 кг на 1 га. Размер площадок, подготовленных мотыгой, 0,5x0,5 м, их размещение 1,5x1,0 м. Первоначальная густота 6,7 тыс. шт./га.
      По нашим данным (табл. 4.6), к 64-летнему возрасту, независимо от метода создания, сформировались чистые по составу насаждения сосны II класса бонитета с единичным участием березы. Существенных различий по диаметру между посевами и посадками не наблюдается (t&;lt;3).
      Процесс формирования древостоя происходит более интенсивно в посадках (рис. 4.1). Ряд естественных ступеней толщины в них (0,5-1,8) менее растянут по сравнению с посевами (0,3-1,9). Изменчивость диаметров деревьев в посадках в среднем по двум пробным площадям (20/2 и 21/3) на 5,5% меньше по сравнению с посевами, в которых коэффициент вариации равен 30,4%.
     
      Таблица 4.6
      Характеристика культур сосны в Кадуйском лесхозе
      

Номер пробы

 

 

Метод

создания

Сохранность, %

 

Состав

 

 

Возраст, лет

 

 

Класс бонитета

 

 

Средние

Число деревьев, шт./га

 

 

Полнота

 

 

Запас, м3/га

 

 

Н, м

Д, см

19

1

1

Посев

16,2

Подрост

10С Ед. Б Итого 10Е

64

II

20,0

 

0,38

17,1

1087

40

1127

170

0,75

0,01

0,76

260

2

262

20

2

Посадка 15,9

10С

64

II

19,4

16,8

1066

0,70

232

21

3

Посадка

17,9 Подрост

10С

 

10Е

64

II

16,0

 

0,27

19,4

1199 1214

0,75

248

15

 4

Посев

33,7

10С

41

II

11,8

14,0

2260

0,96

196

17 

249

Посадка

61,4

10С

41

II

10,0

12,2

4116

1,38

230

18 

250

Посадка

27,9 Подрост

10С

 

10Е

41

II

13,1

 

3,3

13,4

1873

 

800

1,01

193

     
      В соответствии со шкалой, предложенной А.В. Тюриным (1961), изменчивость диаметров стволов сосны в посадке оценивается как средняя, а в посевах – большая.
      Высота сосны в посевах на 0,6 метра превосходит высоту посадок. В конечном итоге в посевах накопился больший запас древесины, чем в посадках (табл. 4.6). В 30-41 - летнем возрасте культуры исследовал Л.Ф. Ипатов (1981).
      Он отмечал их хорошее общее состояние, многие деревья уже плодоносили. В зимний период в посевах наблюдался снеголом, от которого гибнут, в основном, подчиненные деревья, но иногда и вся биогруппа. Большое количество сухостойных и подчиненных деревьев в 30-41-летнем возрасте свидетельствовало о бурном процессе естественного изреживания, на которое оказало влияние отсутствие рубок ухода.
      В 30-летнем возрасте количество сухостойных деревьев, находящихся на корню и учтенных при перечете, составляло по данным Л.Ф. Ипатова (1981) в посевах 48,8% и 27,2% в посадках (от общего количества соответственно 12040 и 4041). Спустя 11 лет относительное количество сухостойных деревьев уменьшилось лишь в посевах до 38,2% (от общего количества 4880 шт./га), а в посадках осталось практически на том же уровне – 26,5% (2281 шт./га). Отпад интенсивно продолжается и в 41-летнем возрасте, охватывая все более крупные ступени толщины. Средний диаметр отпада составляет в посевах 5,8 см, в посадках 8,4 см, что на 31% больше. Более высокий отпад в абсолютных и относительных величинах в посевах ведет к постоянному снижению густоты культур, созданных двумя рассматриваемыми методами. Л.Ф. Ипатов (1981) делает заключение, что если такие темпы естественного изреживания сохранятся, то полного выравнивания количества растущих деревьев смогут ожидать примерно через 20-30 лет. Прогноз Л.Ф. Ипатова полностью подтвердился нашими исследованиями культур в 64-летнем возрасте, густота сосны в посевах составляет 1087 шт./га, а в посадках – 1132 шт./га (в среднем по двум пробным площадям 20/2 и 21/3).
      В 64-летнем возрасте в посадках учтено 257 сухих деревьев, средний диаметр которых составляет 10 см, а в посевах, соответственно, 235 и 8,7 см.
      От первоначального количества к 64-летнему возрасту в посадках сохранилось 16,9% растущих деревьев. Это значительно меньше количества деревьев по таблицам В.И. Левина (1971) для сосняков черничных Архангельской области. В посеве количество деревьев также уступает табличным данным.
     
     
     
      Рис. 4.1. Распределение числа стволов по естественным ступеням толщины:----посев; _________ посадка.
     
      Рис. 4.2. Ход роста по высоте посевов (-----) посев---------
     
      По данным анализа хода роста модельных деревьев, рост в высоту в посевах более успешный, чем в посадках (рис. 4.2).
      Интересно отметить то, что по данным Л.Ф. Ипатова (1981), изучавшего эти культуры, рост посевов в первые 15-20 лет был более успешным и различия составляли около 1 м. С возрастом они постепенно нивелируются и в 64-летнем возрасте составляют 70 см.
      Незначительное превышение посевов по абсолютным величинам диаметра, высоты, относительной полноты предопределило формирование запаса древесины на 20 м3/га больше по сравнению с посадками (в среднем по двум пробным площадям).
     
      4.3.2. Запасы и структура надземной фитомассы
     
      Запас фитомассы лесных сообществ является комплексным показателем характеристики их продуктивности. Он может служить универсальным диагностическим показателем при мониторинге состояния лесов, в том числе влияния изменения климата. Исследуя структуру фитомассы, можно выявить ряд лесоводственных закономерностей формирования насаждения. Например, исследование процесса очищаемости стволов через соотношение массы веток к массе сухих сучьев. Таксация ветвей и сучьев необходима также при расчете норм на их обрубку, при конструировании машин, а также для проектирования цехов по переработке сучьев на технологическую щепу (Бабич, Мерзленко, Евдокимов, 2004).
      База данных о всей фитомассе лесов необходима не только при разработке систем экологического мониторинга и глобальных программ, но и при решении других проблем - разработке ресурсосберегающих стратегий в лесопользовании, создании автоматизированных систем обработки данных дистанционного зондирования лесов, разработке и реализации математических моделей лесных пожаров, прогнозирования вспышек популяций энтомовредителей и т.д. (Усольцев, 1998).
      Использование фракций фитомассы дерева имеет большое значение. Продукты переработки хвои, коры и других фракций фитомассы получили широкое применение в сельском хозяйстве, химической, парфюмерной, фармацевтической и других отраслях промышленности (Горошко, 1990; Науменко, Ладинская, 1990; и др.).
      Кора успешно применяется в сельском хозяйстве как один из компонентов в приготовлении компостов. Перспективным является замена традиционных грунтов компостами из коры при выращивании огурцов и других овощей в теплицах, а также сеянцев древесных и кустарниковых пород (Синников, Калугина, 1984; Букштынов, 1989).
      Замена торфа компостами из коры наряду с другими агротехническими мероприятиями позволили совхозу «Северодвинский», Архангельской области почти в два раза повысить урожайность огурцов и получить с 1 м2 теплицы дополнительную прибыль (Синников, 1978).
      Основное преимущество древесной коры в сравнении с традиционными торфонавозными грунтами заключается в ее структурном строении. Рыхлая рассыпчатая масса, полученная из коры, обладает повышенной воздухопроводимостью и влажностью, что способствует улучшению почвенного обмена (Беридзе, 1991).
      Известны положительные результаты использования размолотой в порошок сосновой коры для сбора с водной поверхности нефтепродуктов.
      Как считает Т.Х. Беридзе (1991), использование древесной коры в сельском хозяйстве является частью решения проблемы по созданию безотходных и малоотходных технологий на предприятиях деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, а также одним из путей возмещения затрат на охрану окружающей среды.
      Древесная зелень – охвоенные ветви с диаметром у основания не более 0,8 см, заготавливаемые со свежесрубленных деревьев (ГОСТ 21769-76). Распространенным способом переработки древесной зелени является получение витаминной муки. Скармливание цыплятам 3-5% еловой и тополевой муки предупреждало авитаминоз (Вальдман, Шишечкина, Носкова, 1936). Оптимальным количеством свежей хвои для свиней считается 200 г на 100 кг живой массы (Бренцис, 1957). Один килограмм сухого материала пропаренной сосновой хвои по сумме перевариваемых питательных веществ равноценен 1 кг сена среднего качества (Котовский, Боровкова, 1938).
      Приведенные примеры использования древесной зелени и коры только в сельском и лесном хозяйстве убедительно свидетельствуют о целесообразности и экономической эффективности этого мероприятия, что нашло отражение в докладах семинара «Использование древесной коры в лесном, сельском и коммунальном хозяйствах», прошедшего в 1976 году в г. Архангельске.
      Для формирования экономической политики переработки фитомассы леса необходимы знания о ресурсном потенциале нетрадиционных источников сырья. К сожалению, информация о запасах надземной фитомассы сосняков Вологодской области крайне скудна. Вот почему в своих исследованиях мы затронули вопрос запасов и структуры фитомассы в культурах.
      В опытных 64-летних культурах Кадуйского лесхоза нами выполнены исследования запасов и структуры фитомассы в посевах и посадках. И в посевах, и в посадках вблизи пробных площадей взято по 10 модельных деревьев. Пробная площадь 1/34 заложена для сравнения в кисличном типе леса Бабушкинского лесхоза, где взято 6 модельных деревьев.
      Кроме того, изучена структура фитомассы сосняка лишайникового искусственного происхождения. В этом типе леса взято 39 модельных деревьев, положенных в основу определения фитомассы на трех пробных площадях Устюженского лесхоза.
      Как в посевах, так и посадках основная доля фитомассы приходится на древесину ствола – 77,7 и 78,8%, а наименьшая на сухие сучья – 1% (табл. 4.7). Остальные фракции занимают промежуточное положение, с примерно одинаковым процентным участием в структуре общего запаса надземной фитомассы древостоя (5,9-7,7%). В кисличном типе леса на древесину приходится больший процент общей фитомассы – 86%.
     
      Таблица 4.7
      Запасы надземной фитомассы в посевах и посадках сосны
     

Номер пробной площади

 

Ствол

Крона

Сухие сучья

 

 

Итого

 

 

древесина

кора

ветки

древесная зелень

Посевы

19

1

221.1*

77,7

19,4

6,8

20,5

7,2

20.9

7,3

2,9

1,0

284.7

100

Посадки

20

2

211.3

78,8

17,6

6,6

15,9

5,9

20,7

7,7

2,6

1,0

268.1

100

1

34

260.0

86,0

16,7

5,5

12,5

4,1

9,4

3,1

3,9

1,3

302.4

100

      * В числителе – масса фракций в свежесрубленном состоянии, т/га; в знаменателе – процентное выражение от общей надземной массы.
     
      В черничном типе условий местопроизрастания за счет повышенных средних величин диаметра и высоты в посевах накапливается в конечном итоге больший запас фитомассы по сравнению с посадками. Эти различия составляют 16,6 т/га.
      В лишайниковом типе леса наблюдается такая же общая картина соотношения фракций фитомассы (табл. 4.8), как в черничном и кисличном типах леса, т.е. основной процент фитомассы, приходящийся на древесину (57,7-61,9%), с увеличением возраста культур увеличивается.
      Определенный практический интерес представляет величина фитомассы, приходящейся на 1 м3 стволовой древесины, т.е. сколько мы можем получить килограммов той или иной фракции при заготовке 1 м3 древесины в процессе проведения рубок ухода.
      Следует помнить и то, что в процессе инвентаризации лесосечного фонда запас стволовой древесины устанавливается с высокой точностью, т.е., зная запас древесины и переводные коэффициенты, можно достаточно точно определить запас основных фракций фитомассы. Полученные нами данные (табл. 4.9) свидетельствуют о примерно равных величинах фитомассы, приходящейся на 1 м3в черничном типе леса независимо от метода создания культур. В кисличном же типе немного иной характер распределения фракций фитомассы, приходящейся на 1 м3стволовой древесины, но он в целом согласуется с выводами Н.А. Бабича и М.Д. Мерзленко (1998).
     
      Таблица 4.8
      Фитомасса культур сосны в лишайниковом типе леса
     

Номер пробной площади

 

Фракции фитомассы

Итого

 

сухие сучья

ветки

древесная зелень

кора

древесина ствола

41

1

0.34*

0,9

2,78 7,8

8.40

23,4

3,41

 9,5

20.91

58,3

35,84

100

42

2

1.16

4,1

1,61

5,6

7.44

26,1

1,86

6,5

16.47

57,7

28,53

100

43

3

0,72

4,0

1,12 6,1

4,73

26,0

0,38

2,1

11.28

61,9

18,22

100

      * В числителе - масса фракций в свежесрубленном состоянии, т/га; в знаменателе – процентное выражение от общей надземной массы.
     
      Таблица 4.9
      Запасы фитомассы, приходящейся на 1 м3 древесины, кг
     

Фракции фитомассы

 

 

 

Метод создания

Посев п.п. 19/1

 

 

Посадка

п.п. 20/2

п.п. 1/34

Сухие сучья

11

11

11

Ветки

79

68

36

Древесная зелень

80

89

28

Кора

74

75

49

     
      При решении однофакторного равномерного комплекса НА. Бабич и Г.И. Травникова (1990) установили, что метод создания культур не оказывает достоверного влияния на выход древесной зелени с 1 м3 стволовой древесины, так как расчетный критерий Фишера меньше табличного: Fфакт&;lt; Fта6л, т.е. 3,87&;lt;5,99. Поэтому они рекомендуют таксацию фитомассы проводить без учета метода создания культур.
      Результаты исследований являются основой для разработки систем углеродного кредита и углеродных дотаций.
     
      4.3.3. Содержание тяжелых металлов и мышьяка в системе «почва-растение» сосняка черничного
     
      В современных условиях при растущем воздействии на окружающую среду происходит широкомасштабное загрязнение почвы. Чаще всего индустриальное загрязнение почв происходит через атмосферу. Известно, что атмосферные выбросы промышленных предприятий рассеиваются на большие расстояния. Интенсивно загрязняются почвы за счет «кислотных дождей». В итоге длительного и интенсивного загрязнения почвы утрачивают плодородие и становятся бедными и бесструктурными. Производительный потенциал их падает. Через них идет загрязнение растительности (Цветков, 2002).
      Согласно постановлению ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 898 от 28.12.1972 г. Гидрометслужбой организована общегосударственная служба контроля, наблюдения и информации о загрязнении окружающей (природной) среды в СССР.
      К началу 80-х годов из антропогенных источников в атмосферу ежегодно выбрасывалось около 400 тыс. т. свинца, 10 тыс. т. ртути. Прогностические расчеты, выполненные на основе математических моделей, показали, что в ближайшие 20 лет выброс свинца возрастет на 10%, а мышьяка и кадмия – на 20% (Обзор фонового состояния..., 1986).
      Действующая в настоящее время в регионе служба мониторинга природной среды ведет постоянное наблюдение за уровнем загрязнения атмосферы, вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ с целью изучения распространения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноза состояния окружающей среды.
      В течение 1992-97 гг. агрохимцентр «Вологодский» проводил сплошной мониторинг почв Вологодской области на содержание валовых форм тяжелых металлов по приоритетным загрязнителям: свинец, кадмий, мышьяк, цинк, никель, кобальт, хром и марганец. Обобщенные данные анализов 3942 образцов по 26 районам области приведены в таблице 4.10.
     
      Таблица 4.10
      Содержание валовых форм и предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах, мг/кг
     

Почва, регион

Cu

медь

Zn

цинк

Pb

свинец

Cd

кадмий

Mn

марганец

Ni

никель

Cr

хром

As

мышьяк

Дерново-подзолистая, (российский фон)

23,0

49,0

19,0

0,12

650,0

51,0

140,0

2,2

Фоновые значения для почв Европейской территории России

-

-

13,0

0,28

-

-

-

2,0

Почвы сельхозугодий Архангельской области

5,75

27,28

5,05

0,09

-

10,4

-

-

Дерново-подзолистая почва в среднем по Вологодской области

7,2

30,6

7,8

0,43

321,0

11,6

13,6

1,56

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов

55,0

100,0

32,0

3,0

1500,0

85,0

100,0

2,0

Почвы Грязовецкого и Кадуйского лесхозов в среднем по всем горизонтам (наши данные)

2,5-

23,0

9,1-

100,0

0,8-

11,2

0,06-

0,85

-

-

-

0,04-

8,58


К титульной странице
Вперед
Назад