Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

CONSEQUENCE OF GROUP-SLECTIVE FELLING IN STRIPE PINE FORESTS OF ALTAY

Bashegurov K.A. 1 Zalesova E.S. 1 Tolstikov A.Yu. 1 Usov M.V. 1
1 Ural State Forest Engineering University
The article studies indices of analysing pine-stripes stands provision with undergrowth in Altay region, particularly those that suffered from group-selective felling. The research wes based upon the method of undergrowth number determination on accounting plots of 2*2 meters in size. While researching the accounting plots that formed in the windows of canopy formed by group-selective felling under the canopy of forest stands. The number of accounted grounds varied from 100 to 125 per each of the mentioned elements of felling areas. The research embraced pine tree standings of the type «dry forest of slightly sloping hills» (DFH) and «fresh forest» (FF). All studied stands before felling were represented with pine standings of 2-4 generations. This fact testifies for repeated eareer ground fires. Group-selective fellings were carried out via apiary technology. During the process biogroups of trees that belonged to oldest generations, were removed. Researchers have established that number of ordinary pine undergrouth in 7 years after undertaking group-selective felling in significanty smaller in cutting windows than it is under the canopy of tree standing. At the same time, lack of seedlings makes it impossible to accumulate it in the future. In other words, carrying out group-selective fellings does not solve the main porblem of forestry – replacement of ripe and overgrown plantations with young trees without referring to artificial forest replenishment. It is logical to suggest that increase in number of ordinary pine tree undergrowth is possible through assisting natural forest replenishment via mineralization of soil. Considering specific nature of forest-vegetative conditions of stripe forests in Altay region, we consider possible to recommend developing regional normative documents for this region on topic of forest replenishment, forest development, as well as rejuvenation and fire protection.
pine forest
group-selective felling
density
occurebce
Altay region
1. Lugansky N.A., Zalesov S.V., Azarenok V.A. Forestry. Ekaterinburg, 2001. 320 р. (in Russian).
2. The Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation No. 474 dated 13.08.2019. «Rules for the harvesting of wood and features of harvesting wood in forestries, forest parks specified in Article 23 of the Forest Code of the Russian Federation» [Electronic resource]. URL: https://rulaws.ru/acts/Prikaz-Minprirody-Rossii-ot-13.09.2016-N-474/ (date of access: 08.09.2019) (in Russian).
3. Freiberg I.A., Zalesov S.V., Tolkach O.V. Experience of planted forests in the forest-steppe transurals. Yekaterinburg, 2012. 121 p. (in Russian).
4. Zalesov S.V., Abaev B.O., Doncheva A.V., Rakhimzhanov A.N., Roganov M.R., Suyundukov J.O. Artificial afforestation around Astana // Modern problems of science and education. 2014. № 4. [Electronic resource]. URL: https://science-education.ru/ru/article/view id=13438 (date of access: 9.08.2019) (in Russian).
5. Zalesov S.V., Tolkach O.V., Freiberg I.A., Chernousova N.F. Experience of Forest Culture Creations on Solonetzes of Good Quality for Forest Suitability // Ecology and industry of Russia. 2017. V. 21. № 9. P. 42–47 (in Russian).
6. Zalesov S.V., Zalesova E.S., Zverev A.A., Opletaev A.S., Therin A.A. The Method of Growing Artificial Pine Stands at the Ash Dumps of the Reftinskaya Power Plant // IVUZ. Lesnoi Zhurnal. 2013. № 2. P. 66–73 (in Russian).
7. Zalesov S.V., Lobanov A.N., Lugansky N.A. Growth and productivity of artificial and natural pine forests. Yekaterinburg, 2002. 112 р. (in Russian).
8. Osipenko E.A., Zalesov S.V. Productivity of Artificial Pine Stands in Ribbon Forests of the Altai Territory // IVUZ. Lesnoi Zhurnal. 2018. № 2. P. 33–39 (in Russian).
9. Opletaev A.S., Zalesov S.V., Kozhevnikov A.P. New decorative form of Siberian spruce (Picea obovata Ledes) // Agrarian Bulletin of the Urals. 2016. № 6 (148). P. 40–44 (in Russian).
10. Suyundukov J.O., Gancheva A.V., Zalesov S.V., Roganov M.R., Rakhimzhanov A.N. The arboretum of the forest nursery «AK Kayyn» of RSE «Zhasyl Aimak». Yekaterinburg, 2017. 92 p. (in Russian).
11. Lugansky N.A. Zalesov S.V., Abramova L.P., Stepanov A.S. Natural Reforestation in Dzhabuk-Karagajsk Forest // IVUZ. Lesnoi Zhurnal. 2005. № 3. P. 13–20 (in Russian).
12. Danchev A.V., Zalesov S.V. Dynamics of natural regeneration of pine plantations under the cover of Kazakh hills // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. № 3 (27). P. 126–128 (in Russian).
13. Lugansky N.A., Zalesov S.V. Forestry. Terms, concepts, definitions. Yekaterinburg, 1997. 101 р. (in Russian).
14. Dancheva A.V., Zalesov S.V. Ecological monitoring of forest plantations for recreational purposes. Yekaterinburg, 2015. 152 р. (in Russian).
15. The Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation № 188 dated 03.25.2019. Rules for reforestation. [Electronic resource]. URL: http://docs.cntd.ru/document/554151577/ (date of access: 08.09.2019) (in Russian).

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.