Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Восстановление ресурсов брусники (Vacoinium vitis idaea L.) в связи со сплошными рубками и лесовозобновлением

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Восстановление ресурсов брусники (Vacoinium vitis idaea L.) в связи со сплошными рубками и лесовозобновлением"

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ЛЕСНОГС ХОЗЯЙСТВА РОССИИ

паказххахахвсквзхяаваахка&жгзвзявваввакавмЛвзкввСвяваяхяквкэвез

' ВСЕРОССИЙСШ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕСОВОДСТВА Й МЕХАНИЗАЦИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ТБ ОД

Ключников Игорь Леонидович

восстановление ресурсов брусники (УасоШищ \ritis 1<1аеа Ь) в связи со сшюшнши рубками и лесовозобновлением

00.03.03. Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба о нйил

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Москва - 1996

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.И. Обыденников

Официальные оппоненты - доктор биологических наук,

профессор Н.Г. Васильев

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент С.Л. Шкаринов

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт химизации лесного хозяйства (ВНИИХлесхоз).

Защита состоится " . часов на заседании диссертационного совета К 028.01.01 при Воероссийском научно-исследовааельском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 141200, Московская обл., г. Пушкино, ул. Институтская, 15, ВНИИЛМ. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библистеке вшшм

.Автореферат разослан " " 199J^ г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных

наук . С.Ю. Цареградская

ВЕЕДНМЕ

Актуальность теш. Исторически Россия является крупной лесной державой, на дол» которой приходится около четверти мирового лесного покрова. Учитывая специфику лесохозяйственного производства, когда от момента посадки леса до получения урожая (спелая древесина) проходят многие десятилетия, а также истощение ресурсного потенциала, отпуск древесины кнк основной источник получения лесного дохода часто не покрывает издержек на ведение хозяйства и не может служить единственной базой для его развития. Требуется пополнение лесного дохода от реализации различных видов продукции, в том числе и . недревесной, проблема*/ использования которой лесоводы страны уделяют бо^шое внимание. Так, проходивший в С. - Петербурге,13-15 сентября 1994 г. III Всероссийский съезд лесничих, на основе современного опыта работы утвердил наиболее эффективные пути л&ссх'оэяйотвенвой отрасли в рыночной экономике. Помимо арендных отношений по яясопользеванию и проведению лесных торгов к наиболее эффективным относятся побочные лесные пользования.

Ягоды брусники традиционно слудат объектом промысловых заготовок, так кзк являются источником целого ряда биологически активных веществ и микроэлементов, необходимых для нормальной хиннедеятельнсоти человека.

Настоящая Д!1ссертздионкач работа'посвядвна важному, малоисследованному и еще на совсем сформировавсемусл разделу лс-ооеодо-' тва - неис: «цительному пользованию лесными ягодниками. Именно этот путь таит в себе большие резервы для погшекия рентабель- . ности лесохозяйственного производства, а исследования в таком ■ направлении приобретают особую актуальность.

Цель и задачи исследования, вклад автора в их решение. Делаю настоящей работы является создание научно-обоснованных' методов неистощительного использования и воспроизводства естяствеяних ресурсов брусники при ведении многоцелевого лесного хозяйства. В задачи исследования входили вопросы изучения биологических закономерностей вегетативного роста и. плодоношения, присущих ценопо--пуляилям брусники на сплошных вырубках, а также вопросы влияния отдельных операций лесосечных и лгсоьосстаиоантельиых раСот, на сохранность . и ход возобновления брусничных ягодников. Вклад ав-

3

тора в решение поставленных задач заключается в разработке методик исследований по всем программным вопросам, сборе, обработке и анализе экспериментального материала, обобщении результатов исследования, разработке и внедрении практических рекомендаций.

Организация исследований. Диссертационная работа выполнена в отделе многоцелевого лесопользования и лесо/стройства ВНИИЛМ и является частью научно-исследовательских тем "Разработать методику и интегрированные системы ведения хозяйства по похранению и повышении продукта: юсти дикорастущих ягодных растений" (задание VII.I.I), "Разработать технологию окультуривания дикорастущих брусничных ягодников на сплошных облесенных вырубках" (задание 1Х.1.6).

Научная новизна. Установлены закономерности изменений в структуре ценопопуляций брусники на сплошных вырубках. Впервые выявлена диналика возрастного состава, густоты, отпада и возобновления парциальных кустов брусники в связи о давностью руГ и и сезоном проведения лесосечных работ. Выявлен спектр потенциального урожая, вскрыта динамика чис энности плодоносящих побегов и генеративная способность ' парциальных пустой брусники в течение жизненного цикла. Установлено влияние отдельных технологических операций лесосечных и лесовосотановителъных работ, с учетом сезона, техники и технологии их проведения, на сохранность заросли н жизненное состояние парциальных кустов брусники в связи с различиями микрорельефа вырубок.

Практическая ценность работы. Разработаны практические рекомендации "Создание промысловых- угодий брусничных ягодников при проведении сплошных рубок в сосняках южной тайги и зоны хвой-но-широколиственных лесов европейской части России", которые рассмотрены и одобрены нч заседании научно-технического совета Федеральной службы лесного хозяйотва России.

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертации и результаты исследований были доложены на е. ягодной научно-технической конференции ЫЛТИ (1992), яа научно-производственных совещаниях отдела многоцелевого лесопользования и лесоустройства ВНИИЛМ (1992, 1993, 1994, 1995, 1993 гг.), на заседании научно методической секции Ученого Совета ВНИИЛМ по вопросам экономики, орг&лзации автоматизированных аиотем управления лесным хозяйством, таксации и лесоустройства (протокол N 3 от 6 ап- ■ 4 ■' ' ■■

реля 1095 г.), а также на заседании :аучно-технического Совета Федеральной Службы лесного хозяйства России (протокол N 12 от 30 ноябгя. 1995 г.).

Публикации. Но материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ. . '

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения с выводами и предложениями производству. Основное содержание диссертации изложено на 120 страницах. Работа шшострироваиа 28 таблицами и 11 рисунками. Список литературы состоит из 154 наименований, в том числе 28 на иностранных языках. В приложениях приведены исходные полевые материмы и промежуточные результаты. -

Глава 1. Бколого-экологическиэ особенности брусники, ее хозяйственная ценность и характеристика района исследований

Дано описание систематического положила брусники, а также ее краткая биологическая характеристика (Нейатадт, 1948; Комар-ницкий, Кудряпгав, Уранов, 1978; Флора СССР, 1952; Богданова, Муратов, 1978; Юдина и др., 1978; Пихлик, 1S90 is др.). Рассматривается вопросы истории происхождения рода и рззкооСра\ия форм брусники,. Особенности вегетативного.роота и $ар«>фоваиия•урожая ягод рассматриваются применительно к цеди восстановления ресурсов брусники в связи с рубкой древостоя.

Дано описание географического ареала брусники. Приводится обзор ее i :?тоценог!пескш приуроченности в разрезе лесорас^и-тельного и физико-географического районирования из территории и за пределами России. Выделены наиболее урслайше места пронгра-стания брусники. Отмечается, что в apporteпскш части России основными местами произрастания брусники является сосняки бруснич-никовой группы типов леса,_ соответстауювзю es фитоцекотическс:.^ оптимуму (Крылова, Трембаля,. 1978; Федосова, 1994).

рассматривается пищевая и •лекарственная ценность брусники. Дается обзор биологически активных и .минеральных веществ, в также ыикрсзле.ментов, входящих в состав ягод и вегатативнк.4 органов, описывается их применена в фармоколог-ии и народной медицине фляков * 1956; Гаычермаи, 1967; Лекарственные растения СССР, 1967; Богданова,•. Муратов, 1678;'Юдине' и др., 1988; Соколов, За-

Б

мотаев, 1993 и др.).

Анализ хозяйственного значения включает историю промысловых заготовок брусники нз территории России, а также в странах Западной Европы и Северной Америки. Биологический г эксплуатационный запасы ягод брусники в России приводятся в сравнении со спросом и предложением на мировом рынке. Дается описание использования брусники в кулинарии и в пищевой промышленности.

Приводится краткая характеристика природных услогчй и описание леонай растительности района исследований (Гвоздецкий, Михайлов, 1963; Курнаев, 1973; 1982).

Глаза 2.Программа в методика исследований. Характеристика и о&ъеи экспериментального материала

Программой исследований было предусмотрено решение следующих вопросов:

1. Установить фитоценотическую значимость брусники в налоч- . венном покрове вирубок о учетом сржа<и технологий лесосечных ,и лесокультурных работ. -

2. Выявить закономерности возобновления и отпада парциаль-шх кустов брусники на вырубках различной давности с учетом динамики сомкнутости подроста древесных пород.

3. Выявить закономерности генеративного развития брусники и формирования урожая ягод под влиянием структурных изменений в брусничной заросли на вырубках, разных лет.

4. Оценить изменчивость жизненного состояния брусники в связи с различиями в элементах микрорельефа вырубо---.

5.- Оценить характер воздействия различных технологических приемов лесосечных и лесечудътурных работ на сохранность брусники и на формирование условий роста и развития брусничного ягодника на вырубках.

6. Оценить экономическую целесообразность сохранения дикорастущих брусничных ягодников на сплошных вырубках.

7. Разработать рекомендации по сохранению дикорастущих брусничников при проведении сплошных рубок. ... ^ ,

Наблюдения и .сбор экспериментального материала велись в. течение пяти полевых сезонов, с 1990 по 1994 ".годы/ Исследования -проводились в лесхозах Тверской; Новгородской и Влэдширской об-

ластей. На сплошных вырубках в сосьлках-бпуснично-вежгнсмсшных закладывались пробные площади, где на учетных площадках 1 X 1 м опре. ;елялся флористический состав и проективное покрытие основных видов напочвенного покрова. '

При изучении дннамг-д возобновления парниажьшх ¡сустса (надземных побегов)-брусники побеги срезались на уровне почвы на учетных площадках 25 X 25 си, объединенных в блоки по четыре площадки в каждом. Точки заложения учетных площадок определялись по методу случайных координат (Пааль, 1939). На каждой пробной площади закладывали 60 учетных площадок, что оказалось достаточным для получения оценок с высокой точностью (15% при уровне вероятности 0.'95). Одновременно с перечетом отмечались побеги разного возраста, заложившие генеративные • гочки и подсчитывалось количество последних.

а

Для соблюдения корректности матетита-статистической обработки. применялись непараметрическпе крэтерш: и коэффициенты, в частности, V - критерий Уилкокоонз и рзлгоний шэффициект корреляции Спирмена (Язкин, 1990).

Скорость отрастания корневищ, приживаемость и отпад побегов брусники после рубки древостоя исследовались ш специально заложенном опытном участке плоцэдьа 0.15 га, где ггровэден. посадка частей клонов брусники. Первичная матрица йохсдкых данных морфологических парчиэтрсв при ксследозашт жизненного состояния брусники • (Злобин, 1989), содержала 28'. исходных переменных, ©эк-горный анализ корреляционной матрицы, проведен на ЕО-ЮЗЗМ ВЦ ВНИИЛМ. "

Оценка характера воздействия различных технологических .приемов лесосечных, и лесскультуриых работ на сохранность брусники и формирование условий роста и развития брусничного ягодника на вырубках проводилась на основании изучения .тазнекиого состояния брусники,' по разработанной автором г/.етодике, позволяющей разделить поверхность вырубок по пригодности для роста к развития ягодника на категории: улучшенная, малоизмекенная, ухудшенная (Побединский, 1980). Проведение однофактсрного дисперспгчного анализа позволило Еыделить ¡савдсе технологическое мероприятие лесосечных и лэсокультурных работ в отдельности по его ухудшающему или улучшающему влиянию на ягодкик. Кроме того, сохранность и ход'восстановления брусничной заросли исследовались на.посто-

янной пробной площади 0,15 га с закрепленными учетными площадка- . ми, 150 штук, 1 м2 каждая, где измерения напочвенного покрова проводились до рубки древостоя, после валки и трелевки (с применением ЛП-19; ТБ-1 и ЛТ-157), после механизированной очистки лесосеки (ПСР), после подготовки почвы (ПКЛ-70), а также в течение четырех лет наблюдений на вырубке.

Для экономической оценки целесообразности создания промысловых угодий брусники на сплошных вырубках были рассчитаны таксы на взимание лесных печатей за заготовку ягод (Воронков, Ельчев, и др., 1994).

Всего заложено 74 постоянные и временные пробные площади, 3410'учетных площадок. Объем выборочной совокупности при исследовании побегосбразовательных процессов, потенциального плодоношения, структурных изменений и жизнеспособности брусники па вырубках ооставил 12500 штуг: парциальных кустов. Общая протяженность измерений поверхнрети вырубок при оценке экологических последствий лесосечных и лесокультурных работ по отношению к условиям произрастания брусники составила 2.5 километра буссольных ходов.

Глава 3. Закономерности вегетативного роста брусники после оплошной рубки

Лесоводственные исследования, проведенные в районэх ''.арелии и Западной Сибири показьпаат, что после, сплошной рубки может формироваться брусничниковый или' смешанный с брусникой тип выру-бок(Воронова, 1961; Обыденников, 1989). Отмечаете.", что проведение рубок в зимний сезон снижает повреждения в ягоднике, способствует быстрой (1-2 года) адаптации' Орусйики к условиям вырубки, а проективное покрытие ягодника уже. в первый год после рубки может превышать покрытие до рубки (Эябченко, Белоногова, 1980 j Зайцева, Белоногова, 1981; Будронене и др. , 1983; Ьудрюне-не, Даубарас, 1990 и др.). Наличие свойств, характерных для длиннокорневищных кустарников (Ценопопуляции растений, 1S76), большое количество спящих почек на корневищах, способных давать начало как новым парциальным кустам, так и ответвлениям корневища (Tear, 1972;, позволяет бруснике из оставшихся после рубки частей куртин восстанавливать ягодник (Будрюнене и др., -1987; ; 8 ■- . ■ ".":.■

Будрюнене, Даубарао, 1990).

С усилением интенсивности освещения в свяэи о рубкой пзрци-альние кусты брусники становятся низкорослыми и ветвистыми (ЬеЬ-тигИоу!,'Н11г5а1т1, .1973; Зуева, 1982; Смоляк, Сахарова, 1983, и др.), уменьшаются размеры листовых пластинок (Буткус, Буткене и др., 1985; Будрюнене и др.,1985), увеличивается плотность запаса фитомассы (Богданова, 1980; Даубарао, Будрюнене, 1582; Но11о-иау, 1982) , возрастает на Ю-ЗОХ по сравнения» со спелым насаждением число Парциальных кустов брусники на единице площади. (Даубарао, Датите, 1983; Будрюнене, Даубарао, 1990).

Другие исследователи (Смирнов и др., 1967; Юдина и др., 1986) получили менее оптимистичные результаты. Изучение влияния промышленных рубок на обилие и степень пхчдоношения брусники, проведенное на сплошных, в том числе концентрированных, вырубках Архангельской (Стальская, 191о; Лукин и др., 1989; Ключников, 1991), Нижегородской и Костромской (Черкасов и др., 1985; Шутов и др., 1990) областей, а также в Сибири (Хромых, 1983) в сухих и свежих борах показали, что брусничный ягодник здесь быстро деградирует даже 'при. ненарушенном или слабо разрушенном напочвенном покрове. " . ■

На основании имеющихся литературных данных не представляется возможным получить -достоверное представление о динамике структурных'изменений•в брусничном ягоднике после'рубки и на вырубках различной давности. Специалистами в области рэсурсоведе-ния отмечалась недостаточная глубина популлционных исслздсзаний видов рода /асстгит ( Тюлин, 1960). -

3.1. Фитоцопоткческзд! асмршмооть брусииии п швом иаютшешкш шмрппэ вырубок

Наличие у брусники свойств, характерных для растений с вегетативно -.подвижным образом-жизни, в частности, горизонтальный рост и интенсивное ветвление корневища, обуславливает увеличение площади заросли ягодника, что является преимуществом при конкуренции в растительном покрове, лесных фитоценозсв (Аедоис-нко, 1949, ЛЬгаИаггеоп, 1980). У препарированных корневищ с вырубок выделяют две гоны: активно вегетируюжую и фотосиитезирующуы, она

же выполняет и запасающую функции, и гону а интенсивным ростом, осуществляющую захват нового пространства (Серебряков, Чернышева, 1955; Серебряков, 1962; ВИ.Ипгз, Моопеу,1968; Пихлик, 1990; Иельтек, Черненьков, 1992).

Потенциальную фитоценоткческую роль брусники оценивали по данным 11 пробных площадей, заложенных на сплошных вырубках после зимнего проведения лесосечных работ с давностью рубки от 4 до а лет, когда ь напочвенном покрове уже сформировав утгойчгаый видопсй состав растений, а их обилие еще слабо подвержено затеняющему воздействию полога молодого поколения деревьев. Во всех исследованных фигоценоэах брусника до рубки древостоя была господствующим растением в травяно-кустэрничковом ярусе напочвегшо-го покрова.

А

Последрватель ность видов

О 10 20

Рис. 1. Значимость основных видов растений травяно-кустарничкоаогс яруса на сплошных выручках в сосняках брусгопно-г леноюшнкх Новгородской области

где: 1- встречаемость7. (брусника 100; вереск 87; вейник 56; марьянник 56; осока 18; черш'ка 13; ландыш 13} кипрей 6)}

2- проективное покрытие, % (брусника 20; вереск 18; вейник лесной осока 2? марьянник 0.5; черника, ландыш, кипрей О.4). Так как последовательное распределение растений (от наиболее значимого вида к виду с наименьшей значимостью) на всех обследованных Еырубкзх Ера их отдельном изображении на графике (рис. 1)> приюэдоэт хц>актер прямой линии, можно утверждать,, что виды- растений травяно - кустгрничкового яруса на. сплошных вырубках в сосняках брусничниках зависят от одних и тех же ресурсов сре'-ы, занимают одну и . ту же экологическую нишу (Уиттеккер, 1080). Между ними существует конкуренция захвата

¿тзкенвогс пространства, исход которс *: определяется в первый 3 -4 года после руйки древостоя. Явление доминирования здесь выражено сгаано. Наиболее приспособленными к существованию в условиях сплшных вщэубск (без воздействия огня) в сосняках брусничниках кшюа тайги и смеианну лесов Центра европейской территории -Россия нвляшся брусника обыкновенная а вереск обыкновенный.

3.2. Ваз&*стигя структура, отпзд и возобновлений брусники на Еврубяая

Закономерности распределения парциальных кустов брусники в пределах естественной заросли по календарному возрасту и по" возрастному сосгоякш (структура и спектр ценпопуляций) раскрыты в нескольких работах. Основное внимание уделялось ягодникам в спелых и перестойных насаждениях* (Пашке, Нерезко, 1974;, Палкин, 1974; Богданова, Муратов, 1978; Пааль, 1980; 1999; Зуева, 1983; - Федосова; 1930* Т№овак, Паршака, 1992, и др). В результат®, проведенных'нами исследований установлено, что после сплошной рубки древостоя происходит омоложение ягодника. Еслэд за зимней рубкой древостоя, уже в первый сезон вегетации ерэдкпй возраст побегов понижается до 1,9 лет, по сравнению о ягодником под пол-гом леса (2,4 лет). На вырубках 3 - 4 летней давносгл срадний вовраст побегов брусничной заросли составляет 1,7 года. Средний вограст парциальных кустов брусники после сплошной рубка остается пике, ¿ем под пологом древостоя на протяжении бол&э длительного периода времени, по сравнению с ьоздзкетвием среззси фитомасси ¡1 пожара (Миронов,1983; Морозов, 1686; Федосова, 1900). На 7-8 летних вырубках этот показатель немного увеличивается (1,9), по сравнению с вырусками 3-4 летней давности, а к среднему возрасту побегов в лесу приближается только к 12 годам после рубки древостоя (2,1 лет).

Низкие, показатели среднего Еозраста свидетельствуют о тси, что в сохранявшемся после сплошной рубки древостоя ягоднике во-• ^обновление новых парциальных кустов активизируется. Установлено, что возобновление брусники достигает максимальных величин на 3 - 4-ый год после зимней лесозаготовки, превышая в 2.0-3.0 раза пока, ¿тели; воЕОбновления под пологом древостоя. На 3-й год одно' летние побеги в ягодниках ¡занимает пс числс-нности половину его

11

состава. Возобновление на вырубках значимо превышает возобновление в лесу до полного смыкания полога молодняка древесных пород (табл. 1).

Таблица 1.

Статистические характеристики изменчивости однолетних побегов

Давность Доля Ошибка Коэффи- Довери- Число Показа-

рубки, однолет- циент тельный степе- тель

(лет) них по- доли вариа- интер- ней точнос-

бегов, , ции вал свобо- ти г

да оценки

Сосняки бруснично - зеленомошные

Контроль 14.3 3.91 27.3 4.2 - 24 4 79 . 3.0

Контроль 15.0 15.0 26.6 4.7 - 25 о О 79 2.9

В среднем 14.6 3.94 27.0 4.4 - 24.7 79 3.0

Свежие вырубки

1 20.4 4.50 22.1 8.8 - 32.0 79 2.4

1 42.1 5.52 , 13.1 27. 9 - 56. 3 79 16

В среднем 31.2 5.17 16.6 17.8 - 44. 5 79 1.8

Вырубки 3 - 4 лет

, 3 54.7 5.56 10.2 40 .3 - 69. 0 79 1.1

4 38.6 5.44 14.0 24.6- 52.6 79 1.6"

4 42.4 5.52 13.0 28.1 - 56.6 79 1.5

В среднем 45.2 5.56 12.3 30.8 - 59 5 79 1.4

Вырубки 7 - 8 лет

7 24.8 4.82 19.4 12.4 - 37. 2 79 2.2

а 22.6 4.97 20.6 10.5 - 34 6 79 2.3

8 45.1 5.56 • 12.3 30.7 - 59.4 79 1.4

8 48.2 5.58 11.6- 33.8 - 62,6 79 1.3

В среднем 35.1 5.33 , 15.2 21.3 - 48.8 79 1.7

12 Вырубки 12 лет

27,5 4.99 18.4 14.6 - 40.3 79 . 2-0

Проверка гипотезы о законе распределения изучаемого признака показала, что распределение однолетних побегов приближается к нормальному (Ключников, 1992) и поэтому для оценки статистической значимости средней разности между долями однолетних побегов правомерно применение I - критерия Стыодента. В результате попарного сравнения оказалось, что средние доли однолетних побегов в выОаркЕх, отобранных на вырубках разной давности , в высшей степени значимо отличаются от средней доли на контрольных пробных тгясщэдях. ' • .

Развитие брусничного ягодника после зимней сплошной рубки показано на рис. 2. . '. ■ • " ,

густота брусничной заросли

2 - возобновление побе-

гов брусники

3 - отпад побегов брус-

ники

Давность рубки, (лет)

40 60 80

Возраст древостоя, (лет)

Рис. 2. Развитие брусничного ягодника после сплошной рубки Густота сохраненного брусничного ягодника в первые 3 года .

после, зимней сплошной рубки увеличивается г 6 - 7 раз по сравнению с ягодником под пологом древостоя и остается на достигнутом уровне до начала с),икания полога молодого поколения сосны.

Отпад парциальных кустов, выросших под пологом леса в сох* ранившемся ягоднике возрастает с увеличением давности рубки. С . использованием рангового коэффициента корреляции Спирмена уста. новлено, что эта связь тесная, « 0.38, а ее проявление не зависит от густоты брусничных зарослей. В структуре отпада преобладают побеги двухлетнего и трехлетнего возраста, причем доля двухлетних побегов значимо превышает доли сухих побегов из других возрастных групп. После смыкания пглога молодняка отпад побегов брусники в ягоднике превышает возобновление и густота заросли значимо снижается, приближаясь к величине под пологом ц}пе-, лого леса. После полного смыкания полога молодых деревьев возоб-.. новление снова превысит отпад и ростовые процессы в ягоднике надолго стабилизируются.. V

■ Выявленные свяси' носят закономерный характер. Трехлетний период после сплошной.рубки следует считать периодом формирована •промыслового ягодника на выручке.

Тлава 4. Особенности плодоношения брусники после,сплошной рубки древостоя .

Многочисленными исследованиями установлено, что- брусника лучше всего плодоносит ка вырубках- и на открытых местах (редины, гари) при наличии некоторого затенения. Так, оптимальный уровень освещенности составляет 60-60?. от полное (Данилов, 1946; Неню-хин, Гагарина. 1973; Kardell, 1930; Миронов, 1981; Зябченко, Бе-лоногова, 1936; Яааль, 1988; Будршене, Даубарао, 1990 и др.).

На вырубках отмечается более раннее начало- вегетации и цветешь. брусники (Пельтек, Черненьков, 1992). Исследователями отмечается важная рель влагообеопечения при формировании урожзд брусники (Муратов, 1980). Недостаток влаги приводит к большому отпаду цветков, недоразвитости ягод (Мякни, 1930). Для получения обильных урожаев ягод брусники самоопыления не достаточно, необходимо активное перекрестное опыление насекомыми (Lehir.ushoví, 1976, 1977; Holloway,19S4; Мякни, 1990). Накоплены значительные данные по урожайности брусники в лесу и ка вырубках а различных природных зонах и лесорастительных условиях. В научной литературе недостаточно нашли отображение ^опросы формирования урожая брусники на сплошных вырубках.

4.1. Возрастной состав геиора"~шиия побегов и аажшешв уражш брусники

Исследованиями потенциального плодоношения брусники установлено, что на четвертый - пятый год после зимней лесозаготовки доля парциальных кустов, закладывающих генеративные почки, составляет 60% от общего количества парциальных кустов, тогда как под пологом дрегостоя показатель не превышает 5%. Двухлетние побеги закладывают значимо большую часть урожая будущего года в сравнении о побегами других возрастных групп, Ve=0< Vst»2 для а =12 (по Уилкоксолу). Из общего числа генеративных побегов почти половина, 46.3%, приходится на их"долю.Доля однолетних и трехлетних составляет, соответственно, 27.0 ii 20.7/. от числа генеративных побегов. Доли побегов четырех, а также пяти и более лет играют незначительную роль в заложении урожая и составляют, сс-14 " " -

игзетспаеняо, 4.7 и 1.0% генеративных побегов.

Среди одновозрастных побегов брусника с переходом в более старшую возрастную группу относительная численность плодоносящих парциальных кустов увеличивается. Связь тесная, ранговый -0.94 для п=5 и БХ-ного урозня значимости, В течение жизненного цикла парциального куста брусники повышается его способность к плодоношению.

Побеги одного возраста обычно закладывают разное количество, генеративных почек (1-5 и "5олее>. Число генеративных почек в сформировавшихся после рубки ягодниках зачастук в 2-3 раза превышает число генеративных побегов (за исключением вырубок после летней лесозаготовки). Основная ча-тъ потенциального урожа«», 49.7%, закладывается двухлетними побегами, составляющими основную массу генеративных побегов.

За счет активного возобновления, обновления состав* парциальных кустов, брусничный ягодник на сгглотннх зарубках способен ежегодно давать обильные урожая. Уже- на вторсй год после зимней . рубки можно получить урожай, достаточный для промысловой заготовки. Максимальные урожая ягод,брусники на сплошных вырубках следует ожидать с пятого года после- зкгаеГг лесозаготовки.

Глава 5. Влияние спотнеез руйся хваа я ляшотсетапозпга&жшшс р^бот кз созраякотп» гг гг^лгеслвсоЗнасгь ягодяяноп брустиш.

сняраввгпгз? бруспттчпйзг иго'Дггл:«зз

Формирование высокопродуктивного брусничного чгодника на вырубка в основном зависит от мощности, его заросли под пологом * вырубаемого леса, организации, сплошных рубок г учетом экологических потребное: й брусники, сохранности корневища по окончании лесосечных работ, а также от проведения . лесокулвтурных. работ.' Применяемые технологии валки и трелевки, очистки лесосек от порубочных остатков, механизированной подготовки почвы под лесные культуры как правило' не учитывают этих требований. В научной литературе отмечается негативное влияние механизированных лесовосо-тановительных рзбет (Черкасов и др., 1985; Будрюнене, Даубарас, 198В; 1989; 1950). ■ ,

С другой стороны, при организации сплошных рубок с последующим естественны)» возобновлением, наличие брусники в напочвенном . 15

покрове способствует появлению всходов хвойных пород-. В-местах, где она преобладает, сосна возобновляется намного лучше, чем на остальной части вырубки. (Обыденников, Кожухов, 1977). Разбрасывание измельченных порубочных остатков при покрытии ими слоем до 5 см от 21 до 100% . площади вырубки аначительно улучшает процесс возобновления побегов брусники в сохранившемся пооле зимней рубки ягоднике (Kardell, Warne, 1981). Наибольшая сохранность ягодников (до 90%) отмечена при проведении зимой узколесосечных сплошных рубок (Черкасов и др., 1985; 1988; Пронина, 1987; Буд-рюнене, 1987; 1990; Шутов и др., 1990).

5.1. Жизненное состояние брусники в саяаи с различиями микрорельефа вырубок

При отборе ключевых признаков оценки жизненного состояния брусники методом факторного анализа установлено, что наибольшее влияние на формирование первого фактора, характеризующего жив-' ненность брусники на вырубках, оказывают параметры; фитомасса листьев (+0,952); фитомасса облиствленных побегов ветвления (+0.949); фитомасса парциального куста (+0.945); абсолютная скорость прироста фитомассы в текущем году (+0.933).

Наибольшее влияние на формирование второго фактора'оказывают параметры: общая площадь листьев (-0.927); , общая площадь листьев на побегах текущего года (-0.892); абсолютная скорость формирования поверхности листьев в текущем году (-0.813^.

В третий фактор входят параметры: диаметр у основания парциального куста (-0.828); число генеративных органов (-0.774); фитомасса стебля без листьев (-0.507).

Отмечено, что внутри выделенных, факторов признаки тесно коррелируют между собой, чего нель&я сказать о корреляции между факторными признаками. В ходе анализа обнаружено, что-у. парциальных кустов брусники формирование фитомассы и формирование листовой поверхности зависит от наличия или отсутствия плодоношения. Оценка разности средних показателей жизненного состояния брусники, проведенная по t - критерию Стьюдента обнаружила значимые различия в жизненном состоянии брусники на исследуемых элементах микрорельефа вырубок. - .

5.2. Особенности мест произрастания брусники на шкададях зимних лесозаготонок

Исследованиями установлено, что улучшенная для произрастания брусники поверхность вырубок после зимнего проведения еэлки и трелевки деревьев агрегатными машинами по технологии без сохранения подроста с последующей механизированной очисткой1 лесосек и нарезкой плужных борозд составляет около 25% площади сплошных вырубок. Малсчзменэнные участит занимают меньшую (25%), по сравнению о улучшенной и ухудшенной поверхностью, площадь. Ухудшенная поверхность вырубок занимает 40% площади лесосек. Из них 16% - участки с сильно поврежденным напочвенным покровом и 24% - о уничтоженным до полной минерализации напочвенным покровом.

Методом одкофакторного дисперсионного анализа установлено, что отдельные технологические операции лесосечных работ спалка и трелевка,' механизированная очистка лесосек, подготовка почвы (1ГКЛ-70) оказывают значимое, но неодинаковое влияние на формирование каждой из установленных категорий поверхности почвы вуру-бок.

Сравнение групповых средних дисперсионного комплекса, прове-1 денное по методу Тыоки, выявило значимые рг:.-личия в силе воздействия отдельных технологических операций на формирование различных категорий поверхности почвы вырубок.

0.3. Сохранность и восстановление брусники на площадях летних лесозаготовок

Экслеркментальные исследования проведены на постоянной Пробной площади, заложенной в назначенном к рубке сосняке-брус-нично-зеленомошном. Валка и трелевка по технологии без сохранения подроста с использованием ЛП- 19, ТБ-г, Л7-157. Очистка лесосеки - грабельным подборщиком сучьеЕ ПСТ-3.. Подготовка почвы -нарезкой борозд плугом ПКЛ-70. Наблюдения сохранности и восстановления напочвенного покрова вслед за проведением каждой технологической операции и в течение четырех лет после рубки показали, что после.летних лесосочных работ сохраняется всего лишь 1/10 часть брусничного ягодника. Площадь, ухудшенной поверхности почвы составила 95%' всей площади лесосеки. Однако брусника не

17

исчезает. Н четвертый год после рубки ее развитие достигает половины исходного состояния (таблица 2). На третий .и четвертый год псоле рубки проективное покрытие увеличилось в 6.3 раз, а : встречаемость осталась прежней, возобновление заросли идет в основном в местах, где ягодник сохранился. Скорость возобновления ягодника на вырубках зависит от сохранности его корневища после зимней и летней рубок агрегатной техникой.

Площадь с неблагоприятной для восстановления брусники поверхностью составляет, соответственно 23.0 и 53.1% от общей площади лесосеки. - Увеличение повреждений как напочвенного покрова, так л брусничного ягодника летом происходит прежде всего в процессе валки и трелевки. Повреждения, наносимые при указанны,, опособах очистки лесосек и подготовки почвы усиливают негативное влияние на напочвенный покров ч ягодник вне зависимости от сезона проведения. В целом на вырубках наиболее сильно снижает потенциальную продуктивность брусничного ягодника нарезка борозд плугом ПКЛ-70, затем механизированная очистка лесосек от порубочных остатков. ■*

Таблица 2

Сохранность и восстановление напочвенного покрова в сосняке - брусничнике, пройденным сплошной рубкой летом 1990 года - Уоть-Волмское лесничество

Среднее проек- После руб- После посадки Через

тивное покрытие * ки и культур через четыре года

%/встречаемость 1 До рубки • очистки 2 года после после рубки

% видов: лесосеки ■рубки

1 2 4 5 6

Брусника 3.5 / 80.0 0.7/19.0 0.3/35.0 1.9 / 35.3

Вереск 2.9 / 62.6 0.5 / 9.0 3.2 / 81.3 24.5 / 86.0

Черника 0.1 / 13.0 0.05 / е.О 0.05 / 5.3 0.03 /3.3

Плаун 0.2 / 4.0 0 / и 0/0 : 0/0

Толокнянка 0.01 / 1.0 0 / 0 0/0 0.1 / 3.3

Марьянник 1.4 / 64 0 0/0 0/1.3 0 / 0 ,

Кипрей - // - * 1.2 / 23.3 1.5 / 41.3

Еейник - // - * 0.01 / 1.3 0.01 / 1.1

Малина - // - А • 0.02 / 2.6 0.3 / 13.3

Общее проектиз

ное покрытие, 95.3 /100.0 29.0 / 54.0 32.9 / 97.3 66.7 / 100.0

включая мхи

- // - отсутствие вида

В „гестах, где создается эффект мульчирования сохраненный ' брусничный ягодник имеет лучшую жизнеспособность, по сравнению с ягодником на других элементах микрорельефа вырубок, здесь он более активно возобновляется и разрастается, захватывая новое пространство.

Летняя заготовка увеличивает отпад парциальных кустов в сохранившемся ягоднике брусники. Засушливое лето еще более усиливает эту тенденцию и, на следующий год после рубки, в среднем 73.5Х кустов отмирает. После зимней'. же лесозаготовки отпад не превышает Ю.0% от общего числа кустов в ягоднгче.

5.4. Оценка зкокоыическоЯ целесообразности сохранения брусничных ягодников на вырубках

В благоприятных условиях на вырубках наблюдаются очень высокие урожаи брусники, до 1500-2000 кг/га (Данилов, 1946; Юдина и др., 1S86; Пааль, 1988, и др.). Эксплуатационная урожайность составляет'около 80%, от биологической (Измоденов, 1967; Скряби-. на: 1978; Пельтек, 1988).

Расчет лесной ренты (Воронков, Ельчев, и др., 1994) от использования брусничных ягодников показывает, что при среднемяого-летней урожайности .50 кг/га организация пользования'брусничными ягодниками нецелесоооразна. Такие ягодники не могут служить объ-. ектом ведения хозяйства и' приносить доход. При увеличении сред-немкоголетней урскайрости до 2С0кг/га организация пользования брусничными ягодниками становится высокоэффективной.

Сохранение брусничных ягодников при сплошнолесосечном спо-, собе рубок дает возможность получать лесной доход з размере около 1 млн. руб.(в ценах.1995 года) с каждого гектара вырубок на протяжении 12 - 15 лет после рубки дрезостоя. Если взять урожайным только каждый третий, год, то лесной доход, полученный от использования ягодников на вырубке превысит в 5.5 раз доход, полученный при отпуске с згой площади древесины, исходя из лесных такс, сложившихся в среднем по Россия в 1995 году.

Заключение

- ; Выводы

1. После сплошной рубки древостоя ягодник обновляется, активизируется возобновление новых парциальных кустов. Возобковлэ-ние брусники достигает максимальных величин на 3 --4-ый год после зимней лесозаготовки, превышая в 2.5 - 3.0 раза показатели возобновления под пологом древостоя.

2. Густота брусничной заросли увеличивается, достигает максимальных величин для условий оплошных вырубок на третий - четвертый год после рубки и остается на достигнутом уровне-до начала смыкания полога молодого поколения деревьев.

3. Отпад побегов возрастает о увеличением давности вырубки независимо от густоты ааросли. После смыкания полога молодняка отпад побегов брусники в ягоднике превышает их возобновление и. густо¿а заросли значимо снижается, приближаясь К величине под' пологом спелого леса. После полного смыкания'полог^ молодых деревьев возобновление снова превышает отпад и ростовые процессы в . ягоднике надолго стабилизируются.

4. На 4 - 5-ый год. после зимней лесозаготовки доля парциальных кустов, закладывающих генеративные почки, составляет 50 %. от общего количества парциальных кустов, тогда как под пологом древостоя показатель не превышает 5Т..

5. 2-х - летние побеги закладывают значимо больвг о часть урожая будущего ¥ода в сравнении с побегами других возрастных • групп.

6. С переходом в более старшую возрастную группу относительная численность плодоносящих парциальных кустов увеличивается « В течение жизненного цикла парц ального куста брусники повышается его способность к плодоношению.

7. После летней лесозаготовки продуктивность сохранившейся брусники понижается. В вегетативной сфере это выражается в том, что ягодник не реализует полностью'"свои возможности роста. В частности, густота побегов может достигать лиьь половины значений, наблюдаемых в ягодниках после зимней рубки древостоя. Летняя лесозаготовка увеличивает отпад парциальных кустов в сохранившемся ягоднике брусники. Нз следук^га после рубки оеэск Ееге-

20 ■

гации отмирает в среднем 73.6 7. кустов, тогда как на вырубках' после зимней лесозаготовки отпад не превышает 10.0 7. от общего числа кустов в ягоднике.

8. Жизненное состояние брусники на сплошных вырубках, понимаемое как уровень реализации генетически обусловленной программы роста и развития, находит наиболее значимое проявление в приросте парциальных кустов по фитомассе, площади листовой поверхности и способности к плодоношению. Высота парциальных . кустов брусники яе является достсвэрнчм признаком ее жизненного состояния.

9. После зимнего проведения валки и трелевки по технологии без сохранения подроста с применен!« г вадочно-пакетирующих машин ЛП-19, а также трелевочных тракторов о бесчекерной трелевкой, механизированной очисткой лесосек от порубочных остатков, нарезкой борозд плугом ПКЛ-70 о расстоянием 3,0-3.5 метра между ними, ухудшенные для брусники мэота произрастания занимают 39 % площади вырубки. Улучшенные места произрастания брусники остаются только на 357. площади. Около 25 7. площади лесосеки занято местами, где восстановление брусничного ягодника затруднено и задерживается на 3-4 года.

10. В целом на вырубках наиболее сииьн снижает потенциальную продуктивность брусничного ягодника нарезка борозд плугом ПКЛ^О, затем механизированная очистка от порубочных остатков нагреванием их бульдозером в кучи и собиранием в валы подборщиком сучьев.

11. Сохранение во время рубки древостоя брусничных ягодников, перспективных для промыслового пользования, дает ^возможность существенно.увеличить лесной доход зз сччт организации заготовок ягод. Тгксовая стоимость полученной на вырубке ягодной продукции за период от рубки до смыкания культур сосны превысит как минимум в 5.5 раз стоимости» отпущен-.->й с этой площади древесины. . ' ,

На основе проведанных'исследований разработаны практические Рекомендации по созданию промысловых угодий брусники лги проведении сплошных рубок в сосняках южней тайги и хвойно-ширсколист-вешшх леоов европейской чгсти России. Выявленные количественные . связи и зависимости нашли отражение в основном содержании Рекомендаций- методи э подбора ягодникоя, перспективных для создания

' 21

промысловых угодий брусники; нормативах сплошнолесосечных рубок при создании промысловых угодий брусники; лесоводственных требованиях к проведению лесосечных, лесокультурных работ и лесовос-становления при создании промысловых угодий брусники; способах повышения продуктивности ягодников брусники на вырубках.

Список работ опубликованная по тема диссертации

1. Ключников И. Л. Количество побегов брусники на единице, площади в сосняках 30-35 дет //Библиогр. указ. N 5 (139), 1988, о.lib. - Депонир. в ЦБНТИ лесхоз 4.12.87, N 3164.

2. Ключников И.Л. Брусника на вырубках в Архангельской области //Экологс-биологическое изучение ягодных растений семейства брусничные и опыт осЕоечия их промышленной культуры в СССР: Тез. докл. Межресп. раб. семинара 23-27 сентября 1991 г. -Ганцэвичн: Центр, бот. сад АН БССР, 1991, о. 74-76

'3. Ключников И.Л. К методике изучения зарослей ягодников в овязи о рубками главного пользования //Вопросы" лесоведения, лесоводства и лесной пирологии: Сб. научн. тр.- М.: МЛТИ, 1992. -Вып. 225. - о. 94-98. (в соавторства о Обыденниковым В.И.)

4. Ключников И.Л. Побегообразование брусники после сплошной рубки а сосняке бруснично-зеленомошном //Многоцелевое лесопользование; Сб. научн. тр.- М: ВНИИЛМ, 1992, - с. 94-98.

6. Ключников И.Л. Создание промысловых угодий брусники при проведении оплошных рубок //Проблемы организации многоцелевого лесопользования: Сб. научн. тр. - М: ВНИИЛМ, 1996, - (в печати)

| ШШ зак. 15* чтШзяз. Подтесано к вэчзага 20. OS. Сб г.