Жизнестойкость растительных сообществ определяется их способностью поддерживать численность популяций, заменять новыми погибшие экземпляры [1]. Наличие подроста древесных пород под пологом леса является главным фактором его непрерывного существования. Есть мнение, что сохранение достаточного количества подпологового подроста при проведении лесосечных работ и создание благоприятных условий для последующего появления всходов способны не только обеспечить естественное заращивание вырубок, но и свести до минимума затраты на последующие мероприятия по обеспечению успешности их лесовосстановления [2–4]. В районе Среднего Приангарья Иркутской области, где к настоящему времени освоение лесосырьевой базы усложнено значительной удалённостью лесосек от транспортной сети и населённых пунктов, преимущественным способом лесовозобновления является содействие естественному возобновлению [5, 6]. По вырубаемым площадям, а также по объему заготавливаемой древесины лидирующая роль принадлежит насаждениям сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), большой интерес представляет изучение естественного возобновления под пологом леса и на вырубках. Цель проведённых исследований – оценка формирования молодого поколения сосны обыкновенной под пологом леса и на вырубках в зависимости от исходного типа леса в районе Среднего Приангарья.
Материалы и методы исследования
Исследования были проведены в эксплуатационных лесах Среднего Приангарья Иркутской области. Среднее Приангарье относится к Приангарскому лесному району таёжной лесорастительной зоны и является местностью, приравненной к районам Крайнего Севера. Характерным проявлением резко континентального климата в районе исследований служит сочетание продолжительной малоснежной зимы, отличающейся устойчивыми отрицательными температурами, и относительно тёплого короткого лета с обильными осадками. На рост и развитие растительных сообществ негативно влияют суточные и годовые колебания температуры воздуха, затяжной зимний период, длительно сохраняющиеся заморозки, глубокое промерзание грунтов [7]. Установлено, что преимущественная часть спелых и перестойных лесонасаждений в районе исследования имеет естественную природу происхождения, причём на долю сосняков III и IV класса бонитета приходится около 40 % от всей лесопокрытой площади района.
Объектами исследований стали 10–11-летние вырубки сосновых насаждений бруснично-зеленомошной, разнотравной и лишайниковой групп типов леса, а также прилегающие к ним древостои. Исследования проведены на площади 980 га. Учёт естественного возобновления сосны обыкновенной под пологом древостоев и на прилегающих к ним вырубках был проведён по общепринятым методикам с закладкой пробных площадей [8]. В качестве показателей, характеризующих успешность процессов естественного возобновления, были взяты численность соснового подроста, его встречаемость, средняя высота, а также возрастная структура.
Результаты исследования и их обсуждение
По результатам учёта соснового подроста установлено, что процессы динамики количества подроста и характер размещения на вырубках и под пологом сосняков зависят от исходного типа леса. В таблице приведены сведения о численности соснового подроста и его встречаемости.
Численность соснового подроста и его встречаемость под пологом и на вырубках сосняков
|
Сосняк бруснично-зеленомошный |
Сосняк разнотравный |
Сосняк лишайниковый |
|
|
под пологом материнских древостоев |
|||
|
Численность подроста, шт/га |
16820–23130 ± 25 |
2430–3720 ± 25 |
1120–2440 ± 25 |
|
Встречаемость, % |
50–80 |
30–50 |
20–50 |
|
на вырубках |
|||
|
Численность подроста, шт/га |
4100–15490 ± 25 |
1320–3650 ± 25 |
5730–12120 ± 25 |
|
Встречаемость, % |
80–100 |
30–40 |
90–100 |
Из таблицы видно, что количество подроста как под пологом бруснично-зеленомошных сосняков, так и на их вырубках достаточно большое и размещение его по площади вырубок равномерное – встречаемость доходит до 100 %.
При сравнении данных о численности соснового подроста в разнотравных сосняках и на вырубках отмечено, что она примерно одинакова и относительно невелика. Плодородные почвы данных лесорастительных условий способствуют бурному развитию живого напочвенного покрова, который препятствует появлению всходов и накоплению подроста. Сосновый подрост чаще расположен куртинами, его встречаемость составляет всего 30–50 %.
При том, что под пологом лишайниковых сосняков выявлено большое количество однолетних всходов сосны – до 30 тыс. шт/га. Самосева сосны возрастом старше трёх лет практически нет. Низкая численность самосева и подроста говорит о том, что в условиях лишайниковых сосняков под пологом древостоев складываются неблагоприятные условия для роста и развития молодого поколения сосны обыкновенной: возобновление здесь оценивается как редкое, а размещение подроста – как крайне неравномерное. На вырубках этого же типа из-за смены микроклиматических условий ситуация меняется кардинально: встречаемость подроста составляет 90–100 %, а его численность увеличивается до 5730–12120 ± 25 шт/га.
Под пологом и на вырубках исследуемых сосняков были определены значения высоты соснового подроста в зависимости от его возраста (рис. 1).
а)
б)
в)
Рис. 1. Зависимость высоты соснового подроста от его возраста: а) бруснично-зеленомошные сосняки; б) разнотравные сосняки; в) лишайниковые сосняки
По графику, показанному на рис. 1, а, видно, что под пологом бруснично-зеленомошных сосняков развитие подроста по высоте протекает более медленно, чем на вырубках. Например, высота 10-летнего соснового подроста последующей генерации на вырубке составляет 1,75 м, что в 2,5 раза больше, чем высота подроста аналогичного возраста под пологом. Подрост 12–14 лет данной категории оказался ниже 10-летнего подроста, появившегося непосредственно на вырубке. Всё это может говорить о том, что под пологом бруснично-зеленомошных сосняков создаются неблагоприятные условия для полноценной жизнедеятельности соснового подроста.
Развитие соснового подроста по высоте, как под пологом, так и на вырубках сосняков разнотравных (рис. 1, б) протекает относительно равномерно, без резкого колебания годичных приростов. По рис. 1, в видно, что под пологом исследуемых лишайниковых сосняков гармоничное развитие подроста по высоте идёт примерно до 12-летнего возраста. Затем его рост в высоту практически прекращается, а большая часть особей выпадает из категории благонадёжных. На вырубках подрост последующей генерации (возраст до 10 лет) отличается прогрессирующим приростом по высоте, чего нельзя сказать о подросте предварительной генерации, который из-за длительного угнетения под пологом древостоя развивается по высоте неравномерно.
На рис. 2 показано распределение на вырубках подроста сосны обыкновенной по возрасту.
а)
б)
в)
Рис. 2. Распределение на вырубках соснового подроста по возрасту: а) бруснично-зеленомошные сосняки; б) разнотравные сосняки; в) лишайниковые сосняки
Анализ возрастной структуры соснового подроста на вырубках сосняков всех исследуемых групп типов леса (рис. 2) показал, что его распределение по возрасту неоднородно. При этом установлено, что на всех вырубках преобладает подрост, возраст которого на год меньше, чем давность рубки. На вырубках бруснично-зеленомошных сосняков (рис. 2, а) выявлено, что чем меньше возраст подпологового подроста, тем легче его сохранить во время рубки и тем успешнее прошла его адаптация к резко изменившимся условиям. Также при учете распределения соснового подроста по времени его происхождения отмечено, что на вырубках бруснично-зеленомошных сосняков естественное возобновление идет преимущественно за счёт подроста последующей генерации, на долю которого приходится 70–80 % от общей численности.
Уже к третьему году после рубки на вырубках разнотравных сосняков (рис. 2, б) из-за интенсивного задернения травами и распространения быстрорастущего подроста лиственных пород увеличение численности соснового подроста практически свелось к нулю. При этом выявлено, что среди сохранённого подроста предварительной генерации меньше всего встречается особей 11–13-летнего возраста, которым на момент рубки должно было быть один-три года. Их отсутствие на вырубках свидетельствует о том, что к моменту рубки под пологом древостоев сосновых всходов и самосева практически не было из-за складывающихся там неблагоприятных условий для прорастания семян и развития всходов. Учитывая низкую численность естественного возобновления сосны обыкновенной на вырубках разнотравных сосняков (1320–3650 ± 25 шт/га) и то, что только 25–35 % особей соснового подроста по происхождению относятся к последующей генерации, можно рекомендовать лесозаготовителям применять технологии рубок с сохранением жизнеспособного подроста хвойных древесных пород, а также проводить мероприятия по удалению лиственного подроста.
Отмечено, что на вырубках лишайниковых сосняков даже по истечении 10–11 лет с момента рубки продолжают появляться сосновые всходы (рис. 2, в), а естественное возобновление на 90–95 % состоит из подроста последующей генерации. При этом низкое качество подроста предварительной генерации не позволило какой-либо из его возрастных категорий занять лидирующее положение: количество подроста по отдельным категориям возраста стабильно низкое – 0,01–0,07 ± 0,005 тыс. шт/га. Следует отметить, что в районе исследования на вырубках лишайниковых сосняков формируются чистые сосновые молодняки численностью 5730–12120 ± 25 шт/га.
Выводы
1. Численность соснового подроста под пологом материнских древостоев зависит от типа леса. Наибольшее количество подроста сосны обыкновенной обнаружено под пологом бруснично-зеленомошных сосняков (16820–23130 ± 25 шт/га), наименьшее – под пологом лишайниковых сосняков (1120–2440 ± 25 шт/га).
2. В районе исследования протекание процессов естественного возобновления на вырубках сосновых насаждений, освоенных с соблюдением мер по сохранению подроста, имеет свои особенности, связанные с исходным типом леса. Вырубки бруснично-зеленомошных сосняков возобновляются успешно: численность соснового подроста доходит до 15490 ± 25 шт/га, а его встречаемость – до 100 %. При этом возобновление, в основном идёт за счёт соснового подроста последующей генерации, на долю которого приходится 70–80 % от общей его численности. Вырубки разнотравных сосняков характеризуются относительно невысокой численностью соснового подроста – 1320–3650 ± 25 шт/га. И так как только 25–35 % от этой численности приходится на подрост последующей генерации, успешное возобновление вырубок невозможно без сохранения достаточного количества жизнеспособного подроста. Естественное возобновление на вырубках лишайниковых сосняков на 90–95 % представлено сосновым подростом последующей генерации. Здесь формируются чистые сосновые молодняки численностью 5730–12120 ± 25 шт/га.
3. Основное количество подроста последующей генерации на всех исследуемых вырубках появилось в течение одного-двух лет после проведения рубки. При давности рубки 10–11 лет всходы сосны обыкновенной были отмечены только на вырубках лишайниковых сосняков, бедные сухие почвы которых не способствуют развитию живого напочвенного покрова.
4. Рекомендуется при проведении рубок насаждений в разнотравных, бруснично – зеленомошных и лишайниковых типах леса в районе Среднего Приангарья Иркутской области использовать содействие естественному возобновлению путем сохранения подроста.