Одной из наиболее распространенных древесных пород на территории Забайкальского края является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). На ее долю приходится 7,8 % от общей площади лесов и 9,0 % от покрытой лесом площади края (по состоянию на 01.01.2018 г.) [1].
Потребность восстановления сосновых лесов является одной из приоритетных проблем в связи с их интенсивной эксплуатацией, повышением рекреационной нагрузки, многочисленно повторяющимися лесными пожарами, массовым поражением лесными вредителями и болезнями, смены пород, а также климатическими изменениями, направленными на сокращение лесопокрытой площади.
Анализ существующей практики закладки сосновых искусственных насаждений на супесчаных и песчаных почвах Забайкальского края на протяжении последних 10 лет говорит о тенденции большого списания лесных культур, созданных на механически обработанных участках на непокрытых лесом землях. Чтобы решить эту проблему, учитывая ежегодные значительные объемы лесокультурных работ, сократить материальные и трудовые затраты, ускорить посадку лесных культур на вырубках и гарях, нами проведены исследования по выращиванию лесных культур, созданных на неподготовленной почве. Тем более что положительный опыт закладки искусственных насаждений данным способом в стране уже был [2–4].
Цель настоящей работы заключалась в изучении величины и колебаний роста в высоту в лесных культурах, созданных на подготовленной и неподготовленной почве, которые являются одними из показателей, характеризующих состояние деревьев и насаждения в целом по вариантам.
Материалы и методы исследования
Экспериментальный объект (лесные культуры сосны, созданные на неподготовленной почве) расположен в окрестностях Ингодинского лесного стационара ИПРЭК СО РАН в нижнем течении бассейна р. Какова (в 40 км от г. Читы). Согласно лесорастительному районированию эта территория относится к Забайкальскому горному лесному району.
Закладку сосновых насаждений (экспериментальный вариант) проводили в 2010 г., одновременно с производственными посадками (контрольный вариант) на вырубках по гарям 2000 и 2008 гг. Эти участки ранее были заняты сосняком рододендроново-разнотравным III–IV классов бонитета.
Обработку почвы для производственных посадок осуществляли с помощью плуга ПКЛ-70, с нарезкой борозд через 3 м. Посадку 3-летних сеянцев, выращенных в питомнике Сивяковского участкового лесничества (рядом с Ингодинским лесным стационаром ИПРЭК СО РАН), выполняли вручную, под меч Колесова, в дно борозды, с шагом посадки – 0,7 м. Все производственные работы проведены работниками Читинского лесничества.
Экспериментальные посадки выполнены нами на неподготовленной почве (целине) между бороздами в трехкратной повторности (300 штук сеянцев в каждой повторности) на каждом из участков.
Изучение роста деревьев для сравнения и оценки вариантов закладки осуществляли в период 2012–2017 гг., т.е. на 2–7-й год после посадки. Для работы использовали общепринятую методику В.В. Огиевского, А.А. Хирова [5].
Для изучения колебания индивидуальных приростов проведено сравнение приростов по каждому году с приростами предыдущего года каждого дерева. Затем определен процент участия в насаждении деревьев с повышенным в данном году приростом. Таким образом, показатель величины колебания индивидуальных приростов в насаждении характеризовался процентом деревьев с повышенным приростом в изучаемом году по сравнению с предыдущим годом. Если более 50 % деревьев увеличивало прирост, то колебание индивидуальных приростов считалось положительным, если менее 50 % – отрицательным.
Для детального исследования искусственных насаждений проведено расчленение деревьев по величине колебания индивидуальных ростов в высоту на следующие градации: от 1 до 25, от 26 до 50, от 51 до 75, от 76 до 100, от 101 до 125, от 126 до 150, от 151 до 175, от 176 до 200 см по сравнению с предыдущим годом.
Изучение динамики колебаний основных метеопараметров (температуры и влажности воздуха) за период 2010–2017 гг. проводили с использованием данных сайта rp5.ru. Рассмотрению подлежали показания за период с апреля по сентябрь по каждому учетному году.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты проведенного исследования показали, что кульминация среднего годичного роста в высоту в вариантах еще не наступила (табл. 1). За весь рассматриваемый период максимальные значения отмечались в последний учетный год (52,8 и 57,0 см – экспериментальный вариант и контрольный вариант соответственно).
Статистические данные среднего годичного роста в высоту за период с 2010 по 2017 г.
|
Год |
Средний прирост и ошибка средней (М + m) |
Среднее квадратическое отклонение (±σ) |
Коэффициент вариации (V) |
Показатель точности (р), % |
Критерий достоверности разницы прироста (t) |
|
Экспериментальный вариант |
|||||
|
2010 |
11,56 ± 0,57 |
6,1 |
53,1 |
4,9 |
0,8 |
|
2011 |
11,35 ± 0,59 |
7,3 |
64,3 |
5,1 |
1,1 |
|
2012 |
17,32 ± 0,82 |
10,34 |
59,6 |
4,7 |
5,8 |
|
2013 |
23,7 ± 1,10 |
14,37 |
60,6 |
4,6 |
1,3 |
|
2014 |
31,76 ± 1,44 |
18,48 |
59,1 |
4,5 |
0,1 |
|
2015 |
35,43 ± 1,81 |
22,34 |
63,0 |
5,1 |
0,1 |
|
2016 |
43,17 ± 2,25 |
27,40 |
63,4 |
5,2 |
0,1 |
|
2017 |
52,86 ± 2,73 |
33,20 |
62,8 |
5,1 |
|
|
Контрольный вариант |
|||||
|
2010 |
8,34 ± 0,61 |
5,63 |
67,5 |
7,3 |
0,1 |
|
2011 |
9,53 ± 0,67 |
7,86 |
82,4 |
8,0 |
1,3 |
|
2012 |
16,45 ± 1,06 |
12,90 |
78,4 |
6,4 |
9,6 |
|
2013 |
24,47 ± 1,85 |
17,20 |
70,2 |
5,8 |
6,8 |
|
2014 |
37,30 ± 2,08 |
25,60 |
68,6 |
5,5 |
0,5 |
|
2015 |
39,20 ± 2,30 |
28,70 |
73,2 |
5,8 |
0,1 |
|
2016 |
46,90 ± 3,0 |
36,60 |
78,0 |
6,3 |
0,1 |
|
2017 |
57,05 ± 3,63 |
44,40 |
77,8 |
6,3 |
|
В варианте лесных культур, созданных на неподготовленной почве, средний годичный рост в высоту по годам менялся следующим образом: после посадки, в первые два года, он был незначительным и практически одинаковым. Затем, в 2012 г. рост в высоту увеличился на 52,5 % и на протяжении двух лет постепенно снижался. В 2015 г. он упал до 11,5 % по сравнению с предыдущим годом, а потом, в последующие учетные годы, вновь повысился на 21,8 % – в 2016 г. и 22,4 % – в 2017 г. (по сравнению с предыдущим годом). Похожая ситуация просматривалась и в лесных культурах, созданных на подготовленной почве. Здесь незначительное повышение прироста отмечалось на второй год после посадки, которое затем существенно возросло в 2012 г. (на 72,6 %) и на протяжении двух лет стало снижаться с небольшими колебаниями. В 2015 г. годичный прирост культур резко уменьшился до 5,0 %, а потом начал изменяться в сторону повышения на 19,6 % – в 2016 г. и 21,6 % – в 2017 г., но все же оставался небольшим на фоне общего тренда увеличения роста в высоту.
В год посадки лесных культур, независимо от варианта, колебания индивидуальных приростов были отрицательными (менее 50 %) (рис. 1). Начиная с 2011 г. значительно возросли колебания в варианте лесных культур, созданных на неподготовленной почве (на 37,1 %). Экспериментальный вариант превышал контрольный – на 18,2 %.
За рассматриваемый период, в варианте лесных культур, созданных на неподготовленной почве, колебания индивидуальных приростов были максимальными в 2013 г. (71,7 %), после чего отмечалось постепенное снижение показателя и к 2017 г. оно уменьшилось на 9,4 %. В контрольном варианте лесных культур максимальное значение приходилось на 2014 г. (66,9 %). Колебания индивидуальных приростов за весь рассматриваемый период не превышали 70 %, располагались в пределах 62,1–66,9 %. С 2014 г. колебания снизились на 3,5 %.
Распределение индивидуального прироста по градациям по годам показало на переход ко второй группе с ростом в высоту 26–50 см в 2014 г. в экспериментальном варианте (рис. 2).
Здесь преобладание прироста данной группы сохранилось до 2017 г. В контрольном варианте переход ко второй группе в 2014 г. продолжался всего лишь один год, с 2015 г. по настоящее время снова наметилась тенденция снижения, перехода к первой группе деревьев с ростом в высоту 1–25 см.
Статистическая обработка метеопараметров показала, что в течение рассматриваемых лет данные не оставались постоянными, наблюдалась их незначительная изменчивость. Так, в первые два года после посадки средняя температура воздуха имела небольшую изменчивость в сторону повышения, а с 2012 г. начала постепенно снижаться (на 6,0 % по сравнению с предыдущим годом). В 2013 г. эта тенденция продолжилась еще на 3,6 %, поэтому год был прохладным. С 2014 г. средняя температура воздуха возросла на 11 % и в последующие два года незначительно колебалась, в пределах от 0,9 % до –4,7 %. В 2017 г. она вновь возросла на 6,1 %. Изменчивость количества выпавших осадков по годам была более значительной. Так, начиная с 2010 по 2012 гг. шло постепенное увеличение количества осадков. С 2013 г. отмечается существенное снижение (на 79,3 %) данного показателя, которое продолжилось в следующем учетном году еще на 38,6 %. Небольшое повышение количества осадков в 2015 и 2016 гг. вновь сменилось снижением данного показателя на 7,4 %.
Рис. 1. Колебания приростов по вариантам за период с 2010 по 2017 гг., %
а)
б)
Рис. 2. Распределение деревьев по индивидуальным линейным приростам по годам и вариантам: а) экспериментальный вариант; б) контрольный вариант)
Выявление зависимости между метеопараметрами и годичным ростом в высоту, колебанием прироста лесных культур показало, что положительная корреляция прослеживается в обоих вариантах, только с учетом средней температуры воздуха (r = 0,49). Связь между всеми рассматриваемыеми показателями лесных культур и количеством выпавших осадков установить не удалось. Очевидно, что лесные культуры относительно спокойно реагируют на перепады количества выпавших осадков в учетном году.
Интересно отметить тот факт, что существенное снижение годичного прироста в вариантах (по сравнению с предыдущими годами после посадки) отмечается в период 2013–2015 гг., когда в вариантах происходят наибольшие колебания повышенного прироста и когда идет переход к следующей группе прироста с ростом в высоту 26–50 см.
Изучение зависимости между солнечной активностью и рассматриваемыми показателями лесных культур, а также метеопараметрами показало на наличие положительной корреляции между годами солнечной активности и колебаниями прироста (в диапазоне r = 0,5–0,6) и между годами солнечной активность и количеством выпавших осадков (r = 0,2).
Выводы
Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:
1. В искусственных насаждениях, независимо от варианта, на фоне общего повышения среднего годичного роста в высоту за рассматриваемый период, отмечается период его снижения в отдельные годы (2013–2015 гг.).
2. Величина колебания индивидуального прироста деревьев в вариантах по годам имела максимальные значения в 2013–2015 гг.
3. Распределение годичного роста в высоту по градациям по годам показало на переход к следующей возрастной группе (с ростом в высоту 1–25 см) в 2014 г.
4. Между метеопараметрами и годичным ростом в высоту, колебанием прироста лесных культур установлена положительная корреляция только с учетом средней температуры воздуха (r = 0,49). Лесные культуры относительно спокойно реагируют на перепады количества выпавших осадков в учетном году.
5. Между годами (пиками) солнечной активности и рассматриваемыми показателями лесных культур, а также количеством выпавших осадков установлена значимая связь (r = 0,6). Учитывая данный факт, лесокультурные работы необходимо проводить в большом объеме в пики солнечной активности независимо от варианта. В нашем случае – это 2013–2015 годы. С экономической точки зрения лесные культуры, созданные на неподготовленной почве, выгодно создавать, так как они снижают затраты на проведение трудоемких и дорогостоящих работ.