Основной задачей научно обоснованного лесопользования служит оптимизация рубок спелых и перестойных насаждений с целью обеспечения лесовосстановления вырубленных площадей, не прибегая к созданию лесных культур. В этом случае обеспечивается сохранение генофонда древесных растений и формируются высокопроизводительные устойчивые насаждения, адаптированные к местным природным условиям.
Лесоводственная наука, для достижения указанной цели, с учетом специфики природных условий и таксационных показателей древостоев, разработала более 140 видов рубок спелых и перестойных насаждений [1]. При этом действующими Правилами заготовки древесины [2] на территории РФ предусмотрена возможность применения двух видов сплошных рубок спелых и перестойных насаждений и семи видов выборочных рубок. Последние рекомендуются для проведения как в защитных, так и в эксплуатационных лесах, а их проведение не связано с искусственным лесовосстановлением, поскольку ориентируется на естественное лесовосстановление за счет подроста предварительной и сопутствующей генерации.
Не умаляя достоинств выборочных рубок, ряд ученых отдает предпочтение сплошно-лесосечным рубкам с последующим искусственным лесовосстановлением. Последнее обосновывается тем, что создание лесных культур обеспечивает лесоразведение даже там, где ранее лес не произрастал [3–6], кроме того, формируются древостои нужного породного состава, чаще всего более производительные, чем естественные насаждения, произрастающие в местных условиях [7, 8]. Немаловажно, что создание искусственных насаждений позволяет увеличить биологическое разнообразие лесов за счет внедрения интродуцентов [9, 10].
К недостаткам искусственного лесовосстановления следует отнести прежде всего значительно большие трудовые и финансовые затраты на формирование молодняков до перевода их в покрытую лесной растительностью площадь. В защитных лесах проблема искусственного лесовосстановления осложняется тем, что здесь допускаются только выборочные рубки, которые по своей природе сориентированы на естественное лесовосстановление. Вопросы накопления подроста в аридных лесах защитного назначения изучаются уже давно [11, 12]. Однако многие вопросы влияния конкретных видов рубок на естественное возобновление изучены недостаточно. Не является в этом плане исключением и Алтайский край. Последнее предопределило направление наших исследований.
Цель работ: изучение накопления подроста после проведения первого приема группово-выборочных рубок в сосняках ленточных боров Алтайского края и разработка на этой основе предложений по повышению их лесоводственной эффективности.
Материалы и методы исследования
Объектами исследований служили спелые и перестойные естественные сосновые насаждения типов леса сухой бор пологих всхолмлений (СБП) и свежий бор (СВБ), произрастающие на территории Степно-Михайловского лесничества. Согласно действующим нормативным документам территория указанного лесничества относится к степной зоне, сухостепной подзоне, Западно-Сибирскому подтаёжно-лесостепному лесному району.
Во всех обследованных сосновых насаждениях семь лет назад проведены опытно-производственные группово-выборочные рубки. Проведение указанных рубок объясняется тем, что исследованные сосновые насаждения до рубки были представлены древостоями из 2–4 поколений сосны (табл. 1). Последнее объясняется, на наш взгляд, часто повторяющимися в прошлом лесными пожарами. Согласно определению группово-выборочная рубка [13] проводится в разновозрастных насаждениях при биогрупповом размещении деревьев разных возрастных поколений.
Валка деревьев, обрезка сучьев и разделка стволов на сортименты осуществлялась бензомоторными пилами. Трелевка сортиментов тракторами МТЗ-81 с приспособлением «Муравей». Технология проведения лесосечных работ беспасечная, то есть при трелевке заготовленных сортиментов использовались имеющиеся лесные дороги, прогалины между деревьями.
Таблица 1
Таксационная характеристика древостоев до проведения группово-выборочных рубок
|
Показатель |
№ пробной площади |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Состав (Возраст, лет) |
4 С (120 4 С (60) 2 С (85) +С (105) |
6 С (130) 4 С (85) |
5 С (125) 3 С (95) 2 С (50) |
8 С (110) 2 С (80) |
5 С (110) 3 С (80) 2 С (55) + С (130) |
|
Ярус |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Высота яруса, м |
24 |
23 |
23 |
24 |
21 |
|
Класс возраста |
7 |
7 |
7 |
6 |
6 |
|
Класс бонитета |
III |
II |
II |
II |
II |
|
Тип леса |
СБП |
СВБ |
СВБ |
СВБ |
СВБ |
|
Полнота, ед |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
|
Запас м3/га |
230 |
220 |
190 |
230 |
200 |
Учет подроста спустя семь лет после проведения группово-выборочных рубок проводился на учетных площадках размером 2*2 м. При этом учетные площадки закладывались через равное расстояние на диагоналях лесосеки. Отдельно выделялись учетные площадки, заложенные в «окнах» и под пологом древостоя. Количество учетных площадок в том и другом случае варьировалось от 100 до 125 штук. Согласно общепринятым, апробированным методикам [14] на учетных площадках устанавливалось количество всходов и подроста с подразделением последнего по видам, группам высот, жизненному состоянию, возрасту.
В камеральных условиях количество сомнительного подроста делилось пополам с отнесением одной половины к жизнеспоосбному, второй – к нежизнеспособному. Для установления обеспеченности подростом он пересчитывался на крупный с использованием коэффициентов 0,5 для мелкого, 0,8 для среднего и 1,0 для крупного подроста. Кроме того, определялась встречаемость подроста, как выраженное в процентах отношение количества учетных площадок с наличием жизнеспособного подроста сосны к общему количеству учетных площадок.
Результаты исследования
и их обсуждение
Выполненные исследования показали, что на всех лесосеках группово-выборочной рубки доминирует жизнеспособный подрост сосны обыкновенной (табл. 2).
Материалы табл. 2 свидетельствуют, что количество жизнеспособного подроста под пологом леса на всех опытно-производственных участках превышает таковые в вырубленных окнах, несмотря на то, что доля жизнеспособного подроста в окнах выше, чем под пологом древостоев. Особо следует отметить, что, несмотря на лучшие условия освещенности в окнах древостоя, созданных группово-выборочными рубками, количество подроста всех категорий крупности, как правило, меньше, чем под пологом древостоя. Другими словами, спустя семь лет после проведения группово-выборочных рубок в сосновых насаждениях типов леса сухой бор пологих всхолмлений и свежий бор не зафиксировано существенного изменения в количестве подроста сосны обыкновенной, а также увеличения доли жизнеспособного крупного подроста.
При анализе естественного возобновления важное значение имеет возрастная структура подроста (табл. 3).
Таблица 2
Распределение подроста сосны на лесосеках группово-выборочной рубки
по категориям состояния, шт/га
|
№ п/п |
Тип леса |
Элемент лесосеки |
Количество подроста по категориям крупности |
|||||||
|
Мелкий |
Средний |
Крупный |
Итого |
|||||||
|
ж |
н.ж. |
ж |
н.ж |
ж |
н.ж |
ж |
н.ж |
|||
|
1 |
СБП |
Окно |
260 9,3 |
0 0 |
1260 45,0 |
80 100 |
1280 45,7 |
0 0 |
2800 100 |
80 100 |
|
Полог |
800 9,0 |
0 0 |
2550 31,7 |
750 35,7 |
4700 58,4 |
1350 64,3 |
8050 100 |
2100 100 |
||
|
2 |
СВБ |
Окно |
600 44,4 |
0 0 |
650 48,2 |
0 0 |
100 7,4 |
0 0 |
1350 100 |
0 0 |
|
Полог |
500 26,3 |
50 9,1 |
900 47,4 |
100 18,2 |
500 26,3 |
400 72,7 |
1900 100 |
550 100 |
||
|
3 |
СВБ |
Окно |
375 18,5 |
0 0 |
900 44,4 |
0 0 |
750 37,1 |
50 100 |
2025 100 |
50 100 |
|
Полог |
800 15,0 |
0 0 |
2750 51,4 |
50 25,0 |
1800 33,6 |
150 75,0 |
5350 100 |
200 100 |
||
|
4 |
СВБ |
Окно |
567 36,2 |
0 0 |
867 55,3 |
0 0 |
133 8,5 |
0 0 |
1567 100 |
0 0 |
|
Полог |
267 8,8 |
0 0 |
1167 38,5 |
100 59,9 |
1600 52,7 |
67 40,1 |
3034 100 |
167 100 |
||
|
5 |
СВБ |
Окно |
1260 28,0 |
20 50 |
2820 62,7 |
20 50 |
420 9,3 |
0 0 |
4500 100 |
40 100 |
|
Полог |
4900 51,0 |
0 0 |
3250 33,9 |
0 0 |
1450 15,1 |
200 100 |
9600 100 |
200 100 |
||
Примечание: ж – жизнеспособный; н.ж. – нежизнеспособный.
Таблица 3
Возрастная структура жизнеспособного подроста сосны обыкновенной
на участках группово-выборочной рубки
|
№ п/п |
Тип леса |
Элемент лесосеки |
Количество подроста по группам возраста, шт/га/ % |
||||
|
Группы возраста, лет |
Всего |
||||||
|
2–5 |
6–10 |
11–15 |
>16 |
||||
|
1 |
СБП |
Окно |
100 3,6 |
950 33,9 |
1000 35,7 |
780 26,8 |
2800 100 |
|
Полог |
0 0 |
750 93 |
1950 24,2 |
5350 66,5 |
8050 100 |
||
|
2 |
СВБ |
Окно |
450 33,4 |
500 37,0 |
300 22,2 |
100 7,4 |
1350 100 |
|
Полог |
50 2,6 |
600 31,6 |
400 21,1 |
850 44,7 |
1900 100 |
||
|
3 |
СВБ |
Окно |
80 4,0 |
920 45,4 |
120 5,9 |
905 44,7 |
2025 100 |
|
Полог |
90 1,7 |
1960 36,6 |
520 9,7 |
2780 52,0 |
5350 100 |
||
|
4 |
СВБ |
Окно |
430 27,4 |
740 47,2 |
320 20,4 |
77 5,0 |
1567 100 |
|
Полог |
40 1,3 |
460 15,2 |
1080 35,6 |
1454 47,9 |
3034 100 |
||
|
5 |
СВБ |
Окно |
505 11,2 |
2370 52,7 |
1380 30,7 |
245 5,4 |
4500 100 |
|
Полог |
1930 20,1 |
4400 45,8 |
270 2,8 |
3000 31,3 |
9600 100 |
||
Материалы исследований (табл. 3) свидетельствуют, что основная доля подроста приходится на экземпляры, произраставшие на опытно-производственном участке до проведения рубки. Последнее вполне объяснимо, поскольку относительная полнота до проведения группово-выборочных рубок варьировалась от 0,5 до 0,6. Так, в частности, на подрост в возрасте от двух до пяти лет в окнах сформированных группово-выборочными рубками приходится только от 3,6 до 33,4 % от общего количества подроста. При этом в абсолютном выражении указанный показатель составляет от 80 до 505 шт/га.
При этом доля подроста аналогичного возраста под пологом древостоя достигает 20,1 % при густоте 1930 шт/га.
Особо следует отметить наличие подроста старше 16 лет. Известно, что по причине высокого светолюбия подрост сосны в большинстве своем выдерживает затенение материнским пологом до 10–15 лет. Нами установлено, что в окнах, образовавшихся при проведении группово-выборочных рубок, доля подроста старше 16 лет составляет от 5 до 44,7 % при измении значений густоты от 77 до 905 шт/га. При этом доля подроста старше 16 лет под пологом древостоя варьируется от 31,3 до 66,5 % при густоте от 850 до 5350 шт/га. Другими словами, разрубка окон в процессе группово-выборочных рубок не приводит к накоплению подроста старших возрастов. На наш взгляд, установленная закономерность объясняется тем, что в процессе рубок при разрубке окон в древостое часть подроста предварительной генерации погибает. Под пологом древостоя влияние рубок проявляется в значительно меньшей степени, поэтому здесь насчитывается и большее количество подроста спустя семь лет после рубки.
Обобщающие данные по обеспеченности подростом на различных элементах лесосек после проведения группово-выборочных рубок приведены в табл. 4.
Согласно материалам табл. 4, количество жизнеспособного подроста сосны обыкновенной в пересчете на крупный в окнах, сформированных группово-выборочными рубками, варьируется от 920 до 3306 шт/га при показателе встречаемости жизнеспособного подроста от 23 до 39 %. При этом, под пологом древостоев аналогичные показатели составляют от 1479 до 7140 шт/га и от 44 до 58 % соответственно.
Таблица 4
Обеспеченность жизнеспособным подростом насаждений, пройденных
группово-выборочной рубкой
|
№ п/п |
Тип леса |
Элемент лесосеки |
Густота подроста в пересчете на крупный, шт/га |
Встречаемость, % |
Обеспеченность подростом для естественного способа лесовосстановления |
|
1 |
СБП |
Окно |
2418 |
34 |
Достаточно |
|
Полог |
7140 |
52 |
Достаточно |
||
|
2 |
СВБ |
Окно |
920 |
24 |
Недостаточно |
|
Полог |
1470 |
44 |
Недостаточно |
||
|
3 |
СВБ |
Окно |
1658 |
32 |
Недостаточно |
|
Полог |
4400 |
58 |
Достаточно |
||
|
4 |
СВБ |
Окно |
1115 |
23 |
Недостаточно |
|
Полог |
2668 |
50 |
Достаточно |
||
|
5 |
СВБ |
Окно |
3306 |
39 |
Достаточно |
|
Полог |
6500 |
56 |
Достаточно |
Согласно действующим нормативным документам [15] естественное лесовосстановление путем сохранения подроста и ухода за ним рекомендуется при его количестве в пересчете на крупный более 1,5 тыс. шт/га в сухих типах леса и более 2,0 тыс. шт/га в свежих и влажных типах леса. Приведенные в табл. 4 данные свидетельствуют, что на трех пробных площадках из четырех заложенных в сосняке типа леса свежий бор в окнах, созданных в процессе проведения группово-выборочных рубок, подроста недостаточно для естественного способа лесовосстановления. Кроме того, низкие показатели встречаемости жизнеспособного подроста сосны и отсутствие всходов ставят под сомнение успешность формирования в окнах древесного полога молодого поколения сосны.
Особо следует отметить, что группово-выборочные рубки не позволяют снижать относительную полноту древостоя ниже 0,5. Следовательно, при отсутствии второго яруса из подроста в окнах подрост под пологом древостоя отомрет с увеличением возраста. Другими словами сложно ожидать положительного эффекта от группово-выборочных рубок.
Выводы
1. Сосновые насаждения ленточных боров Алтайского края формируются в специфических жестких лесорастительных условиях.
2. Наличие нескольких поколений деревьев сосны в большинстве сосновых насаждений свидетельствует о часто повторяющихся низовых лесных пожарах.
3. Сложное возрастное строение сосновых древостоев вызывает необходимость поиска оптимальных видов выборочных рубок.
4. Группово-выборочные рубки, широко практикуемые в ленточных борах до настоящего времени, не позволяют добиться формирования второго яруса из подроста сосны.
5. Количество подроста, как в вырубленных в процессе группово-выборочных рубок окнах, так и под пологом древостоев зависит от его количества до рубки. Спустя семь лет после изреживания всходы отсутствуют как под пологом древостоев, так и в окнах.
6. Учитывая низкую лесоводственную эффективность группово-выборочных рубок, считаем целесообразным заменить их равномерно-постепенными или группово-постепенными рубками в большей степени соответствующими природе сосновых лесов.
7. Учитывая специфику ленточных боров Алтайского края, для них должны быть разработаны региональные нормативные документы по вопросам лесопользования.