Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Лесные культуры хвойных пород зоны смешанных лесов
ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство
Автореферат диссертации по теме "Лесные культуры хвойных пород зоны смешанных лесов"
государственный кол1итет ссср по народному образованию
МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи УДК 630*232
МЕРЗЛЕН КО Михаил Дмитриевич
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД ЗОНЫ СМЕШАННЫХ ЛЕСОВ
(обобщение полуторавекового лесокультурного опыта)
Специальности: 06.03.01 «Лесные культуры, селекция, семеноводство и озеленение городов»;
06.03.03 — «Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними»
автореферат
диссертации на соискание ученой степенн доктора сельскохозяйственных наук
Москва —
1991
Работа выполнена на кафедре лесных культур Москов ского лесотехнического института.
Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственны
наук Н. П. Калиниченко;
доктор биологических наук профессор Е. Л. Маслаков;
доктор биологических наук профессор Н. Г. Васильев.
Ведущая организация — Государственный комитет ССС1
по лесу.
^ д _ су
Защита состоится « ( . » . . . . 1991 I
па заседании специализированного совета Д 053.31.03 пр
Московском лесотехническом институте в .'"Час., ауд. 31с
Отзывы на автореферат В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРА: (С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ) просим нанравлят по адресу: 141001, Мытищи-1, Московской области, Москои скнй лесотехнический институт. Ученому секретарю.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мое ковского лесотехнического института.
Автореферат разослан » . . 1991 ]
Ученый секретарь специализированного совет£ кандидат сельскохозяйственных на}ч доцент В. Г. АНИСОЧКИЬ
Объем 2 л. л.
Заказ 624
Тираж К
Типография Московского лесотехнического института
Г: ÓIQ,:
о' i1
, К, 'с;.'
ОЩАЯ Х*?ШЕ?1СТШ РЛБСЩ
Актуальность тосадмц» Согласно Кощепдаа раззатая лас-зго хозяйства СССР (Госкоигее СССР, 1330) а областа ласозоо-ганозланая a лесора'звзденая до £005 года глазным напраадзна-ü остаётся реазназ задач, связанных с" созерпакстзозанаам эспроагзодстза лссвьас ресурсоз, органазадазЗ ах аспельзозалая. эгласозаняого с услоза.с4а лесозосстакозлзкая, а такте обесса-знаа позыленая продуктивное?;: каса*денаД, достагеназ шс эф-зктазной охраны а закаты, не догнана о габела молодых лзеоз.
Однако,несмотря вз актансафакацаз лесозосстанозательных абот проблема качественного зосароаззодстза лесных ресурсоз а регаонадьаых урозкях остается актуальноЗ- Так ера пелутора-екозои опате'лзс культурного дела з зоне созданных лзеоз он эдостаточно обойдён. Продолжает сстззаться-ахаллзсозоа пятой" ройдзма обработка дочли, яэляадоЯся йвда:.'.евтом успеха лесных ультур. Бса еще даскуссаонзя вопрос густоты. Недостаточно цучаны особоннсста роста гскусстзвнних лзеоз; почта нет тео-етаческах обоснозанаИ всего дакла зосдатаная аскусстзашюго лсаздекал, который охзатызал бы даалактачесха ззаамосаязан -ад езраод зро!:зка от выберз тапа культур в способа обработка :очзи до окончательного фор^ар озаная праспезаэдего насакдзная ятал:2дько2 структуры. На среоделены протазеречая ызхду зко-.огаческама а технслогаческа;.г с тор оклад лесокульгуркого дала.
•Цель а задача ясслвдрвзнд*. Цель асследозанаЛ заклхчалась i той, чтобы ка озновз обобценая полутораззкозого лесокультур-еого опыта а детального ацучеиая особенностей роста а £орыаро-шкая ас^сстззшцдс хзоаяых лесса разработать основные вопросы reopaa а практака лесокультурного дела, обеспачазааоаз выраца-шнаа зысокопро;зктазных аскусстзекных касазданай. 3 конечном cora стазддась задача разработка общей састзыы целостного а цдокоэффоктавкого лосскуль тур кого продосса, включаэдаА такяа »хныэ лзеокультуршз'аспзкгы, как обоснованный выбор главной юроды a saca культур, агротахнаку ысханазарозанлой обработка :очвы, густоту посадка а далее, - весь пес ладу пул рехаы эдра-{яваяая лесных культур.
В задачу асследозанаЛ тагосе входило азучеЕаз экслогачес-
ххх особевносгег ю$а;гвянгя аскусстзенаых лес оз. Пра этой гс«усстванды2 лес рассиа:рввадся как древесное сообщество, дг поаызоЕгя продуктивное та которого г^актаческая деятельность лесовода датака Сыть направлена ва лгеыорвое агпользованаетЕ потевцаальвых возиогностей, которым обладают га ала аная ло-сснультурная хвойная порода, как СаологгческаЛ вад, а конхре: вых эг.ологаческах условиях ввешве2 г з^треввеЗ среды»
На эадгт? вынос гте<т обобцевае а аналаз аесо^лыурвого опыта зовы скепанвых ¿ecos с атоговыы с^едлогеваеы стратегии я тахтах;: свстеаы целостного лесскулыурного гроцесса. Зада-цается реаевае гроблещ качественного зоссрогззодства хвоЛны: куль^р ва освозе рассиотревая синтеза двух ключевых позаца2 экслсгачес:-;с2 оптвгазацад эыразававая хвойных культур и целв' so4 ораевтацав десокулыурвого дела.
' Объект гесдедовангл - ласвые культуры ела а сосны а пре делах зовы сиеааввюс лесоз ¿дадшфскоя, Ивановской. Калугск Ü0CK0BCK02, ЬагегородскоЗ, Смоленской, ТверскоЛ а Дрославско, областей. Исследования ахцевтгрозаны ва адученаа лесных культур, х^оазрастаодос ва среосладаадше для данвого региона (66,5^) дренированных почвах.
Научная новизна в лдчнь'Я вклад 'автооа в разработку проб лет. Рассмотрен коА'Длексный цикл воспитания лесных культур, диалектаческа увязызаадаП сирокиа даапазон времена от выбора главной породы в обработка сочзы вплоть до порченая высокопродуктивных искусственных васагдекаЛ, с учеток данаиачвоста 1?о£сходялах г? оч ее с оз, явлении са^орехуляции и особенностей внутривидовых и цехзидовых взагмооткогекаа в естественных дендроценозах. Это позволило:
- уставозить оптимальные эда$ические условия для зыра^а завая хвойных культур 2 обосновать необходимость качествевне оценка обработка почвы о позиции придания ей экологаческа ос такальных условий фазана почзенно-грунтозоа среды лесокуль-турвого посадочного места; выявить относительную длительное! влияния разных агроприёыов ва рост культур а обосновать перс Еектизвые технологии ах закладка;
- раскрыть s динаиакв времена процессы роста а сфорьул! розать концептуальную иодель формцрозания лесных хулыур ра:
' кой густоты; дать сраяцаппалько нозоз реаенаа 20 определен» оптлмалько.1 густоты лзсных культур; проавализлрозать грсд^к-тавяость работ хзса з разлачных по густоте юхусстзоякых ке-ноза;: ела;
- додзсста мог унакального опыта соэданая смешанных хзойаых касазденаЯ и разработать зь-сокопрокззсдатедьныа тапы сг.:заанк1к лесных культур;
предлогять оценочный кратораз качестзз лесных культур а зиработать стратегаэ а тактаку для осуцестзленая цзлостного • а вксохоэффектазного лес оку ль тарного процесса.
Кодекс асследозаказ гяозедёк з регаояа яз протялзяал 20 лет. Научная постановка проблемы, пр огра^-д а катодака ас-сладозанлЗ, подбор объектов, эксгер^ентальныэ гсследозакая, обработка я анздаз данных, тзоретаческаэ обобцзная.выполнены лачко автором ала под его нспосседс?зе..:о.ч пряном участаа.
Прзктяческяд ценнее?:-, у. знвлзекса результатов гасле*огузка;1? . Взследовакая выполнены при разработка темзт2Ка коордляа-цаонных планов яаучяо-асследоэательсках работ Гсслесхоза СССР а 1&нау-за СССР (&•» госрегастрацаЯ 73«о??8, 3275395,81055683, 1820032137).. 1йслздозаяая закалчадалаоь првдлегенаяиа д рекомендациям: для практического аспользозаная з лесном хозяйстве. Ех суть направлена па повызенаа качества а эффзктввкоста искусственного лесозосстакозленая.
3 система Госкомлеса СССР а Ыаялесхоза РСсСР, вяадрены: • норгштавц по густота культур для зоны спешенных лееоз Цент -рального экономического радона (Госяесхоз СССР, 1931); реко-иондацаа по густота г оценка качества культур сосны а ела в зона сляпанных лесов (МлХ РСССР, 1384); ЮТ 56-87-86 ("Лесные культуры. Обработка почвы на вырубках зовы смешанных лесов Европагскоа части РСсСР. Ознозные требозаная"); рекомендацаа по создавав а зцращаванав высокопродуктивных культур еда на вырубках со еввхдма а вдагвымз почзаиа в центральных областях зоны смешанных лесов ЕвропаЗокоЗ часта РСССР (ЦЮС РСйСР, 1983); Тахначескае указаная по проведешш анзентаразацга лесных куль-гур, згзгтяых лесных ааоахданяд, днтомнисов, олоцадеЛ о проведёнными хер ада содействая естественному возобновлена» дао а л вводу моаодвяков а категордо ценных древесных наоаздвнмя (Госко^ас СССР, 1990).
Апзобзппя. Результата гсслодозангй 2 основное пологснля дгссертацгг докладкзалгсь л обсугдаллсь на заседаниях секцнг лесоводства Отделения лессзодсгза 2 агролесомелиорации ВДОХНУЛ (1976, 1332-1934 гг), на Взессэзкых каучньа 2 научно-технических конференциях (Ксскза, 1378, 1933, 1967, 1933 гг), на научно-технических конференциях 1'Ш (1975, 1376, 1334-1991 гг), л ¡¿оскозскоа филиале Географического общества СССР (1339, 19ЭО гг), з Иоскозскох обществе испытателе;' природы при ЫУ (1975-1979, 1931-1333, 193?" гг), на К'егду народной научной конференции ,и сглпогиу!/.е з ЧЗФР (Ззаюн, 1987, 1990 гг) .
Цу . По теке диссертации опубликовано 65 'каучнше
работ ойаЕУ объёма 47,4 п.л., з той число 7 бропар, I книга.
я с? г; кг,1 о а пгссестацпн. Работа написана на 455
страницах; состоит из введения, зосьыи глав, заключения, списка литературу из 494 накленозани2 2 приложения; пронллкстри-розана 76 таблицами 2 33рисуккаг.и.
ССйЕРШ13 РАБОТЫ
I. Е?01?А!Л1А, ОСНОВНЫЕ 1.2? СДЧ ДОщ&СЬлКЩ И ОБЪЕМ ШПаОЕЬЩХ РАБОТ.
Цр2 установлении перечня Ерограь:икых вопросов з процессе обобщения полуторазекозого лес оку ль ту оного опыта учитиаяись назревшие задачи сезерпекстзозания.современных приёмов иску с -стзеняого лесозосстанозления, направленное на выращивание высокопродуктивна леокых з^льтур кз сосны 2 ел2. Ресение проблеск воспроизводства хволнкх васа^декиЛ зоны смешанных ляспв с л?огоз1Г- предложением стратегии 2 тактики системы высокоэффективного лесскультуркого процесса потребовало рассмотреть следу ацие программные з опрос к:
- обоСцить 2 проанализировать сведения по производственной деятельности региона а област2 лес культурного дола за полуторавекозой период; ' ' -
- выявить экологичсскоо соотввтстзив почвенных услозиЛ каилу^зей успешности роста сосна 2 ела з лесных культурах;
- исследовать качественные параметры обработки почвы 2 влияние разные способов ео механизированной обработка на формирование ислусстзенных молодняков;
- разработать теоретачсскао палозеиля а крвтерва практа-ческого разрааекая вопросов густоты аскусстзенлых насааденал;
- исследовать баологаческую продуктавность лесных культур хзойных пород;
- изучать рост а свойства аскусстзекного дзндродоноза пра вкращкзакаа снованных культур аз сосны а ела;
- рассмотреть оценку качества лесных культур а разработать целостную васоксэффзктазнуа с ас те 17 лесокультурного процесса.
Программные вопросы дассертацаа разрезалась с аспальзо-занаен системного подхода ацученая данамаческах процессоз з аскусстзекных хводных наоагдеиаях. Сра этом учитывалась асто-раческае аспекты зознакнозеная, разватая а зыращаванал лесокультур в конкретных условна лесорастательной среды. Проблема позызоная качества искусственного лесовосстанозленая рассматривалась с учёте- того, что древесное сообщество является саморехуларуд^еЛся састемЛ, то есть састе:.:о2, где действует регуляторные :.-.еханазмы (1Емальгаузон, 1£>Л; Таэд^ез-Ресоэскад, Яйгоков, Глотоз, 1373; Ь'-олехоз, 1374; Ь'-аркоз, ХЗЗо). Для этого азучачась кульсурдендроценозы находвдаеся з разных фазах своего роста а развитая. Пра эта".; укатывалась пологеная Г.Р.Элтал-гена (1918) и В.В.Огаовского (1968) о сзоЛсгзэнноЛ лееггым культурам керазноздрноста роста зо времена. В цело." састемная расстановка хода ретенаЛ программных вопросов асходала от зта-поз лесокультурного проаззодстза а следовала по хлэчезцц на-правленаям лесокультурного дела с выходов на научно-практачес-куы значимость экологаческах аспектов лесозосстановленая, целевую оптамазацаа хустотц а породного состава.
В качества (й/ндаыантального катода ацученая лесокультур был взят статако-данамаческаЯ метод Н.ПЛСобраноза (1920), дополненный катодаческама разработкам В.В.Огаавского, А.АЛяро-ва (1964), Н.А.Смарнова (1977) и А.Р.Родана, Ы.Д.Мерзленко (1933). йзеледованая лес оводетванного характера репалясь с учетом ыатодяческах полоаанай В.Н«Сукачава (1930), В.Н.Сукача-ва иС.В.Зошш (1961), И.С.Мелехова (1964 ,1962, 1930), А.З. Победанского (1966), Ы.в.Рубцова (1968), а таксационного -Н.П.Ацучана (1971) в Н.Н.Свалова (1979). Для пзучендя баолога-
ческой прс^ктавкоста лесных ^'.'inj аопсльзозакы суцбоггув-даз к,огра;.-.'^-:о-.'.:етсдачео:-:2е рекомзкдзцаа (Молчанов, Скарнов, IS67;.Поздняков, 1558; Угкгн, 1975; Утк;:я, Ермолова, 1979, а др.).
Геобстгщческае аспекты а асследоваыаз Еочвзнно-груитогах у с лоза?. лесскулыуркых объектов, а так^е ряд прочих детальных рабе? на к;:;: была выполнены з соответстваа с обцепраия-тк^;: 1'.егодахау.а.
3 процессе работы г.сследсзанг.я";: a знзлазо." било подвергнуто 2212 участков лесокультур обце?, площадью 995э га, расположенных в 123 клвчезых лесничествах. Рекоглосц;:роБочне.уу спаса каз подлежало 856 участков ссце2 плоцадьэ 4437 га. Eps цгу-чекаа ¿:улътур Г класса зозраста обследовано пзречаслатолвны:/. методом 559 участков на плацада 3333 га со лгят;:е:» 1о7бо ст. кодзлько-учиткых деревьев. В культурах старки: влзрастоз заложено 5сЗ пробных плоцздз?.; взято 13Со модельных деревьев для полного анализа древесного стзсла, в чагле 92 модельных дереза на учёт ф;:-с.'.'.ассы. По 1310 почве^ы:-'. образца;.', выполнено около 10 тыс. хаиачссках анализов а анализов гращло-етрц-чзского состава. Сделаг:о сзылз 3 тыс. определена;; ведко-^а заческах с в слота почвогруктоз. Для агучепгя годачных колец дре-восаны взято IG7 образцев. Крс-.з того, выполнялась определек-кая работа в Гссархавах ¿лада:.;::рсхоГ:, Ивановской, лоскозокоГ: г Смоленской областей.
У-зтераалы полегл азследовз.чаГ: обрабатывалась кетодаг.и: баомстраа ( Пчсхи.'—кг-Л, 1970; Лакан, 1973; Свалов, 1933). 3:а-чателькая часть экслерахектальнсго ".атеразла обработана на вы-чаолатсльпо:.' комплексе С!.'-3, С"-.'*.
' 2. AïiAjbIS PAS^TiH J320:'7ji>ryph0r0 ДЗлА ЗА
Начало лесокультуркоьу делу в зоне с:.:еаапных лесов было положено в 1333 г. (дача "Загон" в Смоленской губерка). Оно ста:.уларозалось возрастаауул спросе:.', на лес, вызванного сначала потребностям: кануфахтуркого производства, а зато:.', раз-вагаем капаталастачсской промышленности, разрастание:/, городоз а сёл. Ныне в регаоне касчатываотся около 2 глп.га аскусст-
зонных лесоз, причём 9SJ3 лес kid: культур создано з текущем столетии. Пак резкого подъёиа объёкоз искусственного лесозосста-иозленая приходится па Сй-с годы,:что было ознаменовано выделенном лес оку ль тур ной золы п организацией Глазлесоохралы. Второй период резкого подъёма объё:.:оз лесозосстакозительных работ (5О...6О-К0 годы) связал с увеличением урозня иеханиза-ции з лесоку~т>турном производстве. Е&ьгая часть лесных культур (66$5) sí. jsöiia з последние £5 лет. '
3 регаоке исследований за 150 лет созданы ароиа^цестзевяо культуры хвойных пород ( 97# от обцей дяоцада лесных культур). Хотя в делом сосна а ель, как глазные лесокулыурныо породы, занимает примерно одгнакозу» площадь, начиная с 60-х годоз . произошло резкое и крайне непропорциональное увеличение проаззодстза культур ели. В I97I-IS80 гг она становится, а по сей день является, преобладающей лссокультурной породой. Столь не естественная диспропорция произошла по причине сальной поврох-даекости с ос im лосем, чрезмерно увеличивлим свое поголовье. В конечна" итоге такое положение дел ведет к нарувекао экологического соответствия создаваемых лесокультур почвенным условия.'.! и, как следствие, - к снижена» продуктизпоста лесов.
Закладывает лесныо культуры з основном на -зарубках: на них за последние 25 лет создано 2/3 лесных культур. Причем з о dec;! совокупности категорий лее окультурного фонда происходит увеличение долевого участия caeza:-: вырубок. Сопоставление среднегодового объёма площадей зырубок и плоцадей создаваемых лесных культур в цело.'.: по региону показало, что пока е^ё суп;в-стзуат резерзы позыпения долевого участил езезнх зырубок з общем обьёко лгеохультурного фонда.
С 60-х годоз почву на вырубках стали подвергать частичной обработке, что позволило дозестд уровень механизации зтой операции до 99,6¡5. Подавляющая часть культур создана сеанцама,-среди которых преобладает 2-'3-летние (86,2$). На протяжении полуторавокозого периода средняя густота посадки по культурам ела била равна 5 тыс.экз/га, а сосны - 7 тыс.зкз/га. В то ?.о время отмечены периоды увеличения (I9II-IS20, I9U-I950 гг) а уменьаения (I87X-I890, I96I-XS30 гг) зеличляы перзопач&тьной iycToiü посадка, состававзеЯ соответственно по сосно 10,6 а
4,5 тыз.экз/га, по ела - 7,7 с 3,3 тыс.экз/га. В динамике ар ей на для обеих древесных пород зафиксирована одинаковая синхронность з колебаниях густоты посадки з сторону максимума и ыикимуца, что свидетельствует не о биолого-лесоводствекном подходе к политике густоты посадки, а об административно-ведомственном реаении этого вопроса. Кроме того, с 60...70-х годов постилась устойчивая тенденция игнорирования равномерности расположения посадочных мест на лесснультурных плацадях. Это выражается в непомерном расширении междурядий с одновременным снижением пага посадки, что приводит к ухудшения качества лесных культур.
3 лес оку ль туркой деятельности выработались доминирующие тенденции, определлзцпе характер современной лесокультурной практики: частичная обработка почвы; применение рядового способа посадки; переход на создание однопородных лесных культур; псПйльзоззн.пе круиного посадочного материала, позволившего снизить густоту посадки и умеанить работы по дополнению :-г.'ль-тур. (>;како даже при достигнутой высокой приживаемости (37,££) культур последите 25-летия, вопрос об их качестве не может считаться решённым. К числу наиболее часто встречаздпхся ошибок в технологическом процессе, отражажцпхея на качестве лесокультур, надо отн-зсти нарушения агротехники и .^своевременное • рубок ухода {Новосельцева, 1272). Несмотря на богатое разнообразие форм методологических возможностей проектипеза -ни.-., создания и Формирования пс::усстзен;:ых насаждений, происходит явное у па оде мне лесохультуркого дела с игнорированием должной экологизации по все:! системе производственного процесса.
3. НиЮ? ПСЧКЕКНЫ;: УСлСЫ-::!, 0ТЬЗЧА;Л1?С ПЧ1ЕХГ РСЙТУ со:кы з; а сУ&тгж: лес культурный процесс з езеей основе самым тесным образом связан с эдафической ситуацией лес окультурного Фонда.Поэтому -учёт почвенных условий конкретных лесокультурных плосадей должен быть направлен на максимально возможный лесов оде тзеняый эффект от запроектированной глазной породы лесокультур. Объективная оценка почв необходима для правильного выбора типа лесных культур, .кзлдсцегося составной часты» лесокультурного проекта.
Зависимость роста а продуктивности насаждения от валов почв отмечается в работах Г.Ф.Морозоза (190Э,Т9Э0), 3.3.Тумана (1914), Е.В.Алексеева (1925), 2.Wiede"iaw(I948), С.З. Зонна (1954), 1} .Mitsclieifccft (1957), Б.Д,2аЛцеза (IS30),C.A. Золотарева.(1962), У.А.ррфанатсхого (I9SS), З.З.Ильк.чскогр (1966,1968), В.Д.Золакоза (1968,1971), П.П.Рсгозого (1972), В.З.Ззлакоза а З.Ы.Лукьяиозз (1973), ¡.'..В.ЗаЛчаса (1976), Л.О.. Карпачезского (IS3I), 2.0 .'¿ахуновоЗ (1932), З.Н.Габоовз (1932) а многих других асследозатолеЛ. Боль с;: с исследозайая по бона-тар овко почз з лесном хозяйстве выполнены С .С .Соболевым (1538, 1972), В.Д.Ззликоаым (1938,1971,1972), М.В.ВзЛчассм (1976) а др. Эта работ;; кал правило, проводились на баз-з естественных дрезсстооз. В искусственных ке населениях древесные породи з ряде случаев зырацаваэтся в не сэоЛствешшх для них эколога -ческа:': условиях: сосна па тяжёлых суглинках, ель - в борах. Зто делает ценными лссокультурные объекты для аутэкслогаческах асследозаш-Л, з частноста, для неученая сеакдаЛ модельных популяция (по Маркову, 1326) на эдафачзскаа фадторц.
ЗкологачесхаЛ эффект лесораститольных сзоЛстз азтомор£.чых почз региона исследования предлагается оценивать по с эвс:гу иному коэффициенту экологаческого соответствия ::впЛ!::::: пород, что является надёжным элементом почзеннсЛ бо.чатарозха для зырзда-ванал аскусстзенных наопхдоппЛ. Полученные данные указызаат на белвйгу:о экологаческуэ пластичность с к а, как следстзао, перспективность ос парокого знсдрекая в лесскультурпсз пропз-водстзо- Зто подтверждается (тай.".. I) дополнительно печатанным по К.БЛосацксму (ISG3) коэффициентом экологического соответствия (KJC). Согласно зыполнс.'ШоЛ оценке наиболее продук-тазккм для выразиза!!ая хвойных культур является род обычных почв (Классификация а диагностика почз СССР, IS77), предстаз-лонкых деркоэо-подзолистымп суглинистыми почвами из суглннг.с -ткх а глинистых гсочаообрагувдх породах (la а I классы бонитета) . Прачём, как показала детальные асследованая,'па дернозо-слабо-мелкоподэоластых слабо-п-срелко1уг.ускых почвах обо породы успешно реализуют лесорастательныЯ потенциал. Род аллпзп-ально-аелезастых почв, представленный дерново-подзолистыми супесчаными и песчаными почвами, для создания культур ела не
пригоден. Почвенные условия рода псовдофибр..зых я рода илля-зиально-лелезпстых почв экологически соответствует выраднва -яла сосны и созданию смешанных сосново-елпзых искусственных насаждений. Таблица I
Экологическое соответствие SO-лзтних культур сосны и ели почвам разного плодородия
год исследованных почв ■
Класс бонитета
на
•i Зэпас cT3t>í v ¡лозой дра-i "зс
Ель
I. Род "ОГКЧНЬ'С". Деонодо- la - I 520 520 I,СО 1,00 подзолмтыа суглинистые почвы на суглинистых и глинис-..тых почзообразукдих породах. П. Род "г>стйточко-кзобонат1ше". Дернозо-подзолистыэ почвы с наличием карбокатоз в почзообразуддей породе. Ш. Род ппсезго^:-'боп;ь'д".
Дернозо-подзолистые легко- • суглинистые почвы на доез-нзаллззиалькых и флазио-глядиальных'отложениях. ' 17.Род "ь*люзяалт>но-*«Ш8згстур.". I П SO 260 0,73 0,50 Дернозо-подзолистые. су neo- ■ '
чаные почзы на супесчаных и песчаных почзообрацуцдих породах.
470.420 0, £0 0,31
I И 435 330 0,84 0,69
¿'¿следования показали перспективность зырацизаипя культу; сосны з типично "еловых" ласорастительных условиях на дерново' подзолистых суглинистых почвах сформированных на тяжелых покровных и моренных суглинках. Культуры сосны на суглинках xapai теризуются 1а классом бонитета, но при одинаковыми с культура мл ели запасами стволовой древесины на I га выход пиловочника у них на 20/я бользе, что сочетается и с лучиея физико-механической характеристикой древесины. Ецрацивание культур сосны н
сугланастих почвах отвечает её аутзкологическам особенностям, что позволяет лесоводам распарить фактический, или сикэколо-гаческий (по Работнозу, 1974), ареал этой ценной хвойной породы в пределах Русской равнины. Исходя из выполненных ассле-допаниЯ, а такаа ряда опубликованных работ (Елфамовэ, 193; Юргенсон, 1958; Тимофеев, 1965; Суворов, 1965; Рубцов, 1974; Попова, ХЭ7Х; Каланачонко, Пасаронко, Смирнов, 1973; Родин, Мерзлекко, 1973,1974; Рыбальченко," 1974; Писаренко.Ксрздекко, 1978; Поляков, 1982; Прокопьез, 1933 а др.), сделан вывод о баологаческой закономерности успепкого роста сосны з культурах на типично "еловых" сугланастых почвах а пределах во ой лесной зоны европейской часта РСССР.' На целесообразимть ас-кусствснного введения сосны вместо ела в некоторых еловых лесах дау.е Крайнего Севера указывает И.С.?.!олехов (1972).
В пределах определенного географического района со сло-аазпамася климатическими условиями рост и продуктивность лесных насаждений и меняете я в зависимости от почзы, ее механического состава, фазико-хамаческах свойстз, наличия гумуса, злакноста а т.д. (Лосацкий, Чуенков, 1973). Таким образом, з регаоне исследований рост а производительность хвойных искусственных насаждений на автоморфных почзах Ç;дет зависеть, главным образе.'.;, от конкретного вида почвы а связанного с ней комплекса физико-химических свойств. Так как ель з-отличии от сосны более требовательна к почвенному плодородна,-то для искусственных ельников необходима более детальная прогнозная оцешеа лесозодстзенного эффекта ©дуцих древостоез. Эта оценка должна строиться на зыяонекая роли одновременного злиягая комплекса вагнейиах показателей си заческах и химических езой-стз дерново-подзолистых почв, среди которых наибольшее значение имеют; содержание органического зсцества в почве, степень насыщенности основаниями, гидролитическая кислотность, содер-гание физической глины (Зайцев, I9SI;Wi£de ,1958; Ззлпкоз, 1971; Вайчас,1976; Миронов,1977; Карпачевскай,1931; Чертов, 1931; Магунова, 1932; Бородин, 1983 и др.). Несмотря на то,что прямая рель химических свойств, в продуктивности дрезостоев но установлена (Карпачевскдй,1981), сделана попытка определить влияние различных свойств 0,5-метрозого слоя почвы на успсп-
ность роста культур ела. Конкретный вид уравнения множественной регрессаа для автокорфных дерново-подзолистых суглинистых почв, сфоркировавпихся на суглинистых в глинистых почвообра-Чгвдих пор одах, следувдпй:'
3 = 0,22x^0,258x2-0,218x^1,391хА+0,223х5-0,126хе+ +0, ООО^Х^О, 563сд+15,578
0,812;* # = 0,659; Р«р»'7,75 > Г 0101 = 3,12;
где $ - средняя высота культур ели в 80 лет, ы;
- содержание физической глины, %, {^ =0,66++, с£=Г|»18);
- рЦ солевое, ( X = -0,13\ ¿= 0,03);
Хд - гидролитическая кислотность, мг.экв.на 100г почвы, ( т в 0,60++, сС= 0,12); .. Х^ - содергание гуцуса, ( 0,58^", ¿= 0,07);
- ёмкость поглощенных оснований, ыг,экв. на ЮОг ПОЧВЫ, (Те 0,50++, <1 = 0,09); .
Х6 - ненасвценность, % ( т = -0,29\ с1 = 0,08);
Х7 - содераанае,Р205, иг на 100 г почвы, . ( Т в 0,17*, (1 « 0,01);
Хд - содержание Х->0, иг на 100 г почвы, ( г = о, 33й", (I =. 0,06).
Стандартная оавбка уравнения составляет 2, ф. Уровень значения парных коэффициентов корреляции за исключение« кислотности, ненасыщенноети и подзинного фосфора не выходит за пределы гпао 1^-ного уровня. Наиболее значительная корреляционная связь с высотой БО-летних культур ели принадлежит таким независимым переменным как.физическая глина (0,66), гидролитическая кислотность (0,60) и гу:.г/с.(0,53). По оценке частных коэффициентов детерминации ( <4 ) процент, ми доля изменения высоты 80-летних культур ели зависят от: физической глины э 27,8/а, гидролитической кислотности в 18,8^ и гуьуса -13,6$. Эти переменные наиболее ёмко определяв лесоводствен-ный эффект вырацкглкля искусственных ельников. На их -основе поизведен поиск оптимального сочетания показателей почвенного плодородия, обеспечивакцего потенциальный макетам роста :-7льтур ели.
Для определения оптимальных значений! содержания физичос-
ко2 глей! найдена аналитическая зависимость средней высоты культур ели от содержания физической глины, .выразащаяся параболой второго порядка: , ^ = - л,039х2 + 5,12х - 33,96 ( 2) 1 = 0,78t+, 12,3 > Р0,01=3-6 Для нахождения точки опти-'.ума содержания физической глины был использован метод анализа функций, заклюпаюдийся в нахождении м'акси!ума функции -f(<<) . Найдена порвал производная:
= 0,196х + 5,12 = 0, откуда х = 26, что соответствует среднему значении максимальной высоты $ = 27,9 м.
Для определения оптимального диапазона содержания физической глины за нижний предел высоты была принята высота, со-ответствущая I классу бонитета,- 25,4м. Введение этой величины в уравнении (2) и решение последнего относительно х дало следувдио результаты: Xj=20,-?í;
В пределах указанных оптимальных условий содержания физической глины установлены оптимальные количества и соотношения гумуса и гидролитической кислотности. Это сделано на основе методов множественной регрессии и анализа функции нескольких переменных. В результате статистический обработки данных по . содержании гуцуса и гидролитической кислотности (в.пределах оптимального диапазона содержания физической глины). получено следухцео уравнение:
:У= 3,62xi+I7,66x2-2,27xi'x2-2,'iI (S)
R =0;8XlV X) =0,658; e =2,39; 23,1 > f о,0Г7'3 Для нахождения- оптимальных значений гумуса и гидройпти-ческой кислотности найдены частные производные высоты по количеству гумуса и по гидролитической кислотности, приравнены нули и решены в отношении указанных по зависимых переменных:
- для гидролитической кислотности =3,62-2,27x^=0, откуда оптимальное значение гумуса Х-я1,6£;'
- для lyiyca -^-=17,66-2,27x^0, отхуда оптимальное значение гидролитической кислотности Хт=7,8 мг.экз. на 100 г почвы. Таким образом, создание гулыурдостигнет максимального лесоводственного эффекта при содержании з 0,5-^атро-зом слое почвы полученных оптимальных величин rytyca а гидро-
литической кислотности о оптимальным диапазоном содержания физической глины 20,9...31,3$.
4. ВШ<33 АГРОТЕХНИКИ НА РОСТ КЦЬТТР И «т?0-БАШ2 ИЗЮССТВЗКНЬК Ш0ДКЯК03 НА ВЫРУШАХ ■ ■
Вслед за выбором глазкоД породы лесных культур для конкретные эдафических условий осуществляется обработка почзы. • ^•дучи зажвейпей операцией з ^ес оку ль турком производстве, она по мнения А.П.Тольского (1929), считается "ахиллесовой пятой" лесовосстановительных работ. Причём на вырубках, являющихся основной категорией лес 01-7 ль туркой площади, обработка почзы сопряжена с серьезны:.'", технологическими препятствиями в виде пней» корневых лап, поросли лиственных пород. Особо остро этот вопрос стоит при лесокультурных работах в богатых леоорасти-тсльеых условиях слоеных су борей и раменей,, где ель, являясь из хвойных доминирующей лесокультурной породой,подвергается сйльноьу воздействии вегетативной поросли лиственных пород (Калиничекко, Писарекко, Смирнов, 1973; Цароградская, 1ЕУ75; Родин, 1976,1977; Суворов, 1976; Киронов, 1977; Калякин,1977; □аскин, 1933 и пр.).
Изучение динамики формирования'искусстзешапс насаждений ели I класса возраста показало, что с годами, культуры ели, созданные по разным способам подготовки почвы, но выразнива-ются по показателям роста (Кераяенко, 1935; Никитин, 1937; Шелкопляс, Ыерзлекко, Сестакоза, Соколов, 1939). Установлено, что длительность влияния разных агроприемов сказывается до 25 лет, а лучшую аппроксимации даёт парабола второго порядка, описывающая ход роста от 4-х до 25 лет (табл. 2). Наилучшими • вариантами обработки почзы под культуры ели с точки зрения их успешности роста в высоту следует признать обработку почвы г^— тем нарезки Пластов плугом ПКЛ—70 (при условии обязательных и своевременных рубок ухода), классическую сплошную обработку почвы и спрокополосцуа раскорчез:-;у с последующей глубокой вспапкой и боронованием. Ход роста в высоту культур ели, созданных по таким способам обработки почзы, характеризуется в зозрестз 20 лет I классом бонитета. Культуры ели по полосной раскорчзвке с боронованием ЕйТ-2,2 в 20 лет растут по' П классу
бонитета, а культуры ела по пластам плуга ПКЛ-70 без последующих осветлений и прочисток - по Л классу бонптета. В таких мо-лоддяках в составе преобладает осина порослевого проасхоздендя. Доля га участия ела колеблется от 18 до 335. Без рубок ухода аз таких культур невозмоуло вырастать частое по составу аскус-стванное насанденае ели. Кроме того, з них к 70 годам будет втрое меньпе деревьоз ели в первом ярусе касакдоная,а запас в отличии от частых культур ела уменьшится почта в- 3 раза.
Таблица 2 .
Связь кеаду высотой (У) и возрастом культур ела (х) а заваоимосхи от способа обработка почвы
Способ
обработка
почвы
Уравнекаа регрессии
I
Кор- ;Олаб-реля-;ка цион-|коррв ноо ¡ляцп-отно-i окно-ce Hnejго от ¡ноге-f ния
Коитерий F значимости показателей связи
Факта;Таб-чес- ,'лач-кяй i Ны2 F«t» ÎFooi
1.Силосная (классачес-
кая) обоа- 0
ботка почвы У=0,0142х +0,1566х-0,3354 0,936 0,048 20,71 3,17
2.Полосная раскорчевка
+ плугная о
вспашса У=0,0121x40,1255х-0,0334 0,954 0,113 8,43 2,93
3.Узкополос- . • пая раскор- о
чсвка 7=0,0092x^+0,0357х+0,4393 0,992 0,073 13,52 3,17
4.Нарезка пда- ' стов плугом
ЕИи-70+руб- ?
ки ухода У=0,0301х +0,2556х+1,9427 0,915 0,134 6,81 2,92
5.Нарезка ала- ' стов плугом ПК/1-70 ( бе з-рубок ухода)У=
6.Бороздная обработка плугом ПКЛ-70 .
У=0,0126х2+0,033ас+0,3256 0,989 0,051 19,32 2,95
У=0,С046х2+0,196Пх-0,5570 0,969 0,058 69,33 3,25
Оценка искусственных молоднякоз на предмет сопостазло!!ая запасов стволовой дровеоины культивируемой ели и естественного
возобновления ластз ехшцх пород, показала преа.'.уцества сплоп-ноя, широкополосной обработка почва а пластами ПКЛ-70, но в последнем случае, с обязательна осветлениями а прочистками. На таких участках запас хвойной древесаны а I классе возраста с оставляет , с оотзетегзекно НО, 93 а 80 ы3/га, в то время как без удаления «ягколаственных он равен 30 м3/га. Таким образом, одноьу га культур с лучлам вариантом обработка почвы по наличию хвойкой древесины соответствует 2...3 га культур посредственных вараантоз. Причем затраты на вирацазанае I м3 еловоЛ древесниц у лучвах вараантоз обработка почвы кеньпе в среднем на 37;«, что свидетельствует об ах реитабельноста.
В практике лесокультурного дела региона исследований при зырадазанди культур ели по частично подготовленной плугом ПКД-70 почве лесоводы стазят задачу формирования ко П-Я массам возраста часты?: по составу искусственных ельнаков путем сплошных осаетлснаЛ. Вмосте с тем, отсутствие чётких рекомендаций, кроме разработок кафедры лесных культур ШТ. (Родан, 1977,1980,1939), по начально:^ зремена проведеная первых рубок ухода а по ах дальпейзеЛ периодач.чоста приводит к суцестзенно-
торыохонао роста 2:ультур. Экспериментальные исследования показала, что с целью.полной гарактаа создания к концу I класса возраста частого по составу хзоЛного молодняка необходимо провести 4-х разовые рубка ухода со сплошным удалением ласт-зеняых пород з возрасте культур 3,6,9 а 13 лет. Выявлено, что пра сиротном расположении плужных пластоз целесообразно прозо-дать силосное удаленае ластзенных пород не по всей плодада лесокультур, а путём чересполосной вырубки лиственных кулис. Ера повторной рубко вырубаются невырублеклые кулисы. Таким образом, за четыре приёма рубок ухода вся поросль мягколиствек-ных пород вырубается дважды, но эффект освещенности культивируемой ела почта Не отлачается от такового в случае четырехкратных сплошных осветлений. Для культур, созданных по полосной раскорчевке к десятилетнему возрасту наблюдается торможение роста з крайних к куласе рядах. Относительная потеря прироста ела по высоте а 12 лет составляет в 15 лет -44/5. Абсолютная ха потеря прироста з этот срок достигает 3-х краткой величина. Поз телу в культурах по полосной раскорчевке к
?
'концу I класса возраста требуется полное удаление лиственных пород из валов (кулис).
Для теоретических основ вопросоз обработки почвы на вырубках важна качественная оценка подготовленной и обработанной почвы. Эту оценку предлагается давать о двух позиций: с позиции технического выполнения технологических и агротехнических операций и с позиции экологического соответствия характера обработанной почвы биологически!! особенностям культивируемой породы. При нарезке пдуаных пластоз и борозд, невыдержанность технологических аспектов отрицательно действует на рост и качественное состояние культур. Последнее происходит по причине ничем но обоснованного увеличения расстояний между рядами, большого (до 20...255») количества разрывов пластоз и борозд.. Поэтов следует учитывать не только общ'», но и полезную протяженность пластов, либо допустимый процент их раэрыза, что в итоге определяет возможное количество и равномерность культивируемых растений и, как еледстзио, качество будущего насаждения. С точка зрения технического качества лесовосстаковитель-ных работ и наиболее полного целевого ас паль зова пая ародуцпрув-щей лесной площади, узкополоскуа раскорчёвку надо считать но-гселательным лесокультурным мероприятием, ибо при вариантах с узксполосной раскорчевкой от 33 до площади вырубка уходит под валы (кулисы). ■
Вторая позиция качественной оценка обработка почвы базируется на необходимости создания экологически оптимальных условий почвенно-грунтозой среды лосокультурного посадочного места. Учитывая это, было прозодоно и^ченае основных характеристик физических свойств почвы после воздействия различных агроприё-мов. Выявлено, что разные способы механизирозашшй обработки по-разному воздействуют на физику почвогрунтоз, что обуславливается качественно различными, технологическими воздействии почвообрабатывающих мазин а агрегатов при-их работе. Подготавливая лес оку ль турну ы площадь и создавая лесопосадочное место для культивирования древесных растенай, они приводят к качественно различным сочетания»* верхней часта почвенного слоя (генетических горизонтов) а дазее грунта (почвообразуюдой породы). Производя измельчение (крошение), удаление, перемешивание и
■ перемещение генетических горизонтов в почвообразуюцей породы, ' как в вертикально.--:, так и в горизонтальном пространствах, технологически разные способы обработки приводят к создании специфически разных между собою экологических условий уже новой почвекно-грунтоаой среды. Теоретически совокупность воздействия агротехнических приёмов ло-разному. влияет на изменение объёмного соотношения твердой, жидкой и газообразной фаз почве нногруктового субстрата, что практически отражается показателя!^ плотности," скважности, температурного и водного режимов. По сравнении с контролем, т.е. с необработанной почвой вырубки (целиной), некоторые способы обработки почвы качественно Не только не отвечают созданию экологически оптимальных условий почвенной среды для успеаного роста культур, а наоборот - гри-водят к её существенно^ ухудаения. Такими способами является обработка почвы путём создания в качестве посадочного места дна борозд от прохода ПКЕ-70 и Ш1П-155, а также минсрализо -ванная и взрыхленная кирчевателем-собгрзтслем поверхность почвы вырубки. Экологически благоприятные для роста культур условия создаются при классической сплозной обработке почвы, при нарезке пластов ПНЛ-70 ипри сочетании работы корчезатсля-со-баоателя с последуидей глубокой зспапкой и дискованием. %есь зафиксированы благоприятные для'роста кульлур параметры физических свойств почвогрунта (табл.Е), благоприятный температур-кый и водный режим, повызаюцио объём некзпглляргоос пор и аэрацию и восстанавливающие мелг.о-кимкозатую структуру, что А.П. Тольскнй (1323) считал сущность» механической обработки почвы.
. Таким образом, качественная оценка обработки почвы с позиции придания ей экологически оптимальных услознй физики поч-эенногруктозой среды должна обосновывать любую зновь предлагаема технологии и правомерность внедрения ноэой почвообрабаты-занцей техники. Что же касается качественной оценки обработки с позиции её технического выполнения, то она должка стать в деятельности лесничеств неотъемлемой статьей для учёта пра -вильности выполнения технологических и агротехнических опера-
ада.
'Одним из недостатков полосной раскорчёвки, осуществляемой корчевателями-собирателями, считается почвенная деформация с частичным уничтожением верхних почвенных горизонтов а обедне-
ние рорхней почванной толщи гумусом (Огиевскпй, Медведева, 1369). Именно в ракурсе этого факта примеры плохого роста лезных культур стали одной из существеннейших преград для создания посадок по широким раскорчеванным паюсам. Вместе с ! тем, для условий раменей, сураменей и слож)!ых су борей, где общий фон напочвенного покрова сложен суглинками, довод о существенном обеднении почвенного слоя элементами питания для успешного выращивания ели признать правомерным нельзя. Имея
Таблица 3.
Плотность (числитель) и скважность С знаменатель) .обработанных дерново-подзолистых среднесуглинистых почв.
!в ва-| риан-; та ; опыта| Способы обработки почвы ¡Плотность (г/см3) и ¡скважность {'/>) на ;глубпне (с;.'Л | 0-10 110-20 ; 20-30
I Необработанная почва вырубки 1,07 1,23
(целина) оо .01 40
2 Пласты ПКД-70 1,23 1,07 1.23
52 60 55
3 Пласты ПДП-135 1,30 1,11 1,29
47 56 54
4 Дно борозд ПКЛ-70 1.44 1,52 1.5 6
46 45 42
5 Дно борозд Ш:П -125 1,57 1.52 1,7$
40 43 36
6 Раскорчевка полос Д-210В 1.46 1,56 1,60
43 45 41
7 Раскорчевка полос Д-2ЮЗ+ГШ[-70 1,26 ' 1.31 1.ЛЯ
( пласты ) 50 54 51
8 Раскоочевка полос Д-2ЮВ + + ЩТ-2,2 1.?5. 1.58 1,47
54 50 43
9 Раскорчевка полос Д-2103 (Д-513А) + 1,20 1.29 1,47
+ ПШ-75к-ЩТ-2,2 ' ' 55 51 45
10 Раскорчевка пазов Д-2ЮВ+ПДП-135 1,26 1,46 1.57
(пласты) 52 45 41
II Классическая сплошная обработка 0,93 1,18 • 1,33
(глубиной до 33 см) 63 55 ' • 48
набор разных вариантов обработки почвы, был сделан анализ роста культур ели в зависимости от плотности 30-сантиметровой толщи почвогрунта а содержания в нём гуьуса. Зкспериментально имелась возможность оценить текущий прирост ели в высоту со значенаем плотности в интервале от 0,79 до 1,56 г/сы3 и с со-дераанаем 171.50а в диапазоне от 0,04 До 3,86$. Получены следу-вщае допустимо зозмогные (пороговые) величины: для плотности --1,39 г/см3; для содернания гумуса - 0,77;». Увеличение плотности свыше 1,39 г/см3 и снижение содержания гулуса менее 0,77£ призодит к невозмокноста достижения елью эффекта биологически возмогного быстрого роста. Причём по И.А.Марковой (1939) при плотности вше 1,3 г/см3 подкормка минеральными удобрения!.® не компенсирует отрицательного влияния переуияот-нения почвы. 3 больсанства случаев после работы корчевателей-собирателей содерганае 1уьуса в ЭО-сантаметровом слое почво-грунта составляет 1,0-1,555, что вполне приемлемо для выращивания ели на суглинистых почвах зоны смеаанных лесов. Задача ле-соку ль тур ннкоз должна сводиться к созданию благоприятных значений плотности.
¡.'сходя из изложенных вызе позиций, в качестве перспективной технологии, удовлетворяющей перечисленным требованиям,рекомендована широкая полосная раскорчевка полосами 50...70 м с последующей планировкой,' глубокой (плантакной) вспапкой под зябь и весенвам боронованаем. Такая технология способствует наиболее полному использованию продуцирущей площади лзсокуль-турного участка, полностьп исключает отрацателышй просс мяг-колиственных пород а позволяет создать оптимальные экологические условия в эдафической среде.
Определявшее значение для выбора экологически приемлемой агротехника имеет в тип вырубки. Экологическая смуация, обусловленная эдифицирукщей ролью кивого напочвенного покрова,соз-дает на разных типах вырубок разные условия для возможностей роста культивируемых пород. Так текущий прирост у 3-х летних культур ели в зависимости от типов вырубок имеет следующие значения: 16,4 см на крупнотравных; 12,3 см на вейниковых; 10,1 см на маланнаковых и 9,7 см на впервые выделенном лещиновом тиле вырубо. ¿¡учпиЛ рост ела на крупнотравных вырубках
происходит из-за их меньшой задернованноети злаковыми а благоприятных условий, создаваемых пирокотравьем. Наиболее плохой рост ели свойственен лещиновым вырубкам; текущий прирост ели на них в 1,7 раз меньше. Для успешного выращивания ^ ль тур на месте лещиновых и малинкиковых вырубок необходима полосная раскорчевка с последующей глубокой вспашкой. При всех остальных типах вырубок (кипрейных, вейниковых, крупнотравных и щу-чковых) при наличии пней на I га менее 600 шт. перспективна чаотичная обработка почвы с применением лесных свальных и лемешных плугов, а также лесных фрез.
Динамическая типология искусственных биогеоценозов в увязке с фазами роста лесных культур составляет основу применения ряда последовательных и дифференцированных приёмов создания лесокультур, начиная от выбора экологически оптимально Я агротехшиси и далее вплоть до выращивания приспевакцих искусственных насаждений. Спираясь в этом направлении на учете акад. И .С .Мелехова (1968,1976,1980) о динамической типологии, обнаружено явление цикличности зтапоз в формировании и развитии ельника-кисличника искусственного происхождения (Мерзлен-ко, 1985). Цикл этапов (вейниковый тип вырубки, ельник кислич-ио-м'ертвопокровны!1., ельник-кисличник, ельник кпелично-майнпко-вый, ельник кислично-вейниковый) определен закономерным, а вейниковый тип вырубки в рассматриваемых лесорастптсльных условиях - коронным.
5. ТЕОРЕТИЧЕСКИ АСПНКТЦ И ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО РЕЦЩККЯ ПРОПАН ГУСТОТЫ КУлЬТУР •
Вопроо о хустоте лесных культур является классически.; вопросом лесокультурного дела и лесохозяйстзенной науки. Зтчи-телышй нзучиый и практический вклад в его проработку внесли: М.К.^РСКИЙ, 1879; Г.Р.ЭйтпнгоН,1918; А.П.Толмкий, 19Э0; Г.ф. Морозов, 1930; Н.П.Георгиеаский, 1948,1957; В.П.Тимо$еев,1957, 1959,1963; А.М.Ллнчук, 1961,1967; В.И.Рубцов, 1969; Д.А.Ка'йрксл-тис, А.И.Шдвалькис,1974,1976; Е.С.Кротов,1975 и др. Традиционная дискуссионность этого вопроса связана со сложностью ого решения, ибо в его содерш.'.ом тесно переплетается биологическая основа лесокультурного дела и целевая значимость хозяйстве 1аюго выращивания искусство иного леса. При этом к густоте,
прекде всего, необходим сянэкологический подход, так как от плотности дендроценоза отракаэдей густоту, зависит капрянен-ность внутривидовой конкуренции, накладывающей существенный отпечаток на ход роста и развития особей поп/ляции. Причем основным свойством густоты является процесс её динамизма. .
Густота искусственного древостоя накладывает предопределяющий момент на формирование его качественной структуры и перемещения (дрейфы) деревьев разного рангового состоянпя.Цря этом процесс дифференциации является механизмом регуляции численности искусственного дендроценоза посредством качественных изменений его строения. В однозограстнкх и однопородных культурах дифференциация направлена на имитацию положительных свойств структуры разновозрастного древостоя.
1'сследозанпя показали, что густота, как фактор борьбы за существование, отражается как на уровне надоргакиаменного сообщества (древостоя), так и на уровне самого древесного организма (в частности, на.анатомии стволовой древесины). Отсюда -- хустоту культур мокно использовать как целенаправленное средство формирования древесины определённее качеств и выращивания насаждений определенного целевого назначения. Густота стояния, будучи тесно связанной с густотой посадки, мокет регулироваться целенаправленно ухе с первых фаз роста и развития лесных культур. 3 этом заключается целевой (хозяйственный) смысл густоты искусственны;': наса^екий.
ЕПологпческп :-;е численность древесных особе;", или густота стояния (в трактовке Г.О.Морозова, 19£0), играет глобальную роль в генезисе насаждения, и з особенности, на ходе возрастных изменений з строении лесокультур. Вместе с тем , числен--кость деревьев, являясь прежде зеего величиной количественное характеристики древостоя, отражает и качественную картину состояния искусственного дендроценоза.
Древесные растения в процессе эволюции выработали свойство наилучшего произрастания в численно определённой совокупности дерезьев, т.е. в древостое. Последний характеризуется динамичностью процессов, находящихся в слонных диалектически противоречивых взаимодействиях к тенденциям устойчивости и стабильности (Ь'ялехоз, 1974). В дрезостое стремление к опти-
муку густоты стояния вырабатывается постоянно путём динами -ческих процессов саморегуляции. Причём любые изменения условий внутренней среды,насаждения, выражающиеся в изменении площади (да и объёма) питания, прежде всего отражаются на среднем диаметре. Последний является чутким индикатором уело-' вий существования древостоя (Миронов, 1977; ПисареНко,1977; Родин, 1577) и, з частности по сравнению с высотой, гораздо быстрое и резче реагирует на его густоту. Исходя из того, что для объективной оценки состояния внутренней среды дондроцено-за на предает его качественной информации необходимо фиксировать сочетание численности древесной популяции с зеличиной . среднего диаметра древостоя, был разработан (Мерзленко,1336) показатель под названием "условный параметр питания":
10000/А/-^ , где 5 - условный параметр питания, м2; N - число стволов на I га; ^ - площадь сечения среднего дерева, м^.
Условный параметр питания, показывая сколько квадратных метров площади, занимаемой древостоем, пошло на образование условного I м2 площади сечения среднего дерева, позволяет.отразить з цифровом выражении сннэкологические условия существования древесного сообщества. В отношении условного параметра питания древостоя наблюдается четкий параболический характер зависимости его величины от числа стволов на I га, т.е с густотой стояния дрезостоя. £а оштлуы густоты стояния берется то её значение, которое соответствует минимально возможной величине условного параметра питания. Оптимальная величина густоты стояния определяется той экологически возможной минимальной зелн .лой условного параметра литания древостоя, которая приходится на образование I м2 площади сечения среднего дерева.
Установлено, что переход насаждения в состояние с условным параметром питания ни;;:о экологически оптимального приводит к стрессовому эффекту. Это, например, известный в лесокультур-ном деле "критический возраст культур" (Высоцкий, 1933; Тка-ченко, 1955). Он вызывает к действию мобилизацию всех потенциальных жизненных сил древесного организма, направленных на зк-жизание особи. Возвращение же к линии оптимума и дальнейшее превышение его величины происходит вслед за падением стрессо
вой напряженности. Это возможно лишь после отпада части особей модельной.популяции, повлекшего за собой улучшение пара -метров жизненного пространства и, как следствие, - усиление жизненных (ростовых) 'роцессов.
Расчёт оптимальных густот стояния на основа использования уоловного параметра питания даёт возможность получения сияэко-логического оптимума густоты стояния насаждения в возрастной динамике. Он отражает природную потребность искусственного дендроценоза на определённую численность древесного сообщества, причём но просто древесного сообщества, а биологически наиболее жизненноспособного и устойчивого. Густота стояния такого искусственного древостоя более полно будет отвечать целевым насаждениям зелёных зон л лесопарковых хозчастей.
Б целом же решать исторически дискуссионную проблему-густоты лесных культур надо базируясь на целевом назначении создаваемых иску сствешшх; насаждений. Оно отражает лесохозяйст-вонный смысл густоты, который заключается в том, что культуры, выращенные в режимах.разной i^ctotu посадки и стояния, достигает своей целевой функции и спелости в различные сроки. При этом, разумеется, целевое предназначение конкретно создаваемых лесных культур должно строго соответствовать биологии выбранной древесной породы и отвечающим ой лссорастительным условияг.
Исходя из вышесказанного оптимизационное решение.поиска оптимальной густоты стояния в культурах старших возрастов основывалось на оптимуме густоты в зависимости от цели создания лесных культур. Для этого в возрастном диапазоне культур ели j от 15 до 80 лот по каждому Ю-летнему периоду был сделан расчёт оптимальных густот стояния применительно к трём.нолевым направлениям выращивания лесокультур: получению максимума стволовой древесины, получению пиловочника и балансов. При этом сначала был Применён аналитический метод нахождения максимума кривой'по целевой продукции от густоты стояния. В ходе расчётов использованы данные 265 пробных площадей, заложению в типе условий местопроизрастания С3 с колебаниями густот от 0,3 до 16,0 тысяч стволов на I га. В итоге получены значен: оптимальных густот стояния и максимальных значений запасов, соответствующие каждому из трёх целевых направлений, а также
ели:
для получения стволовой древесины
1) ^1=0>0012х2-0,1889х+8,5Г75, 1= 0,921+++
2) ^-0,01073х2+1Э,148Эс-г06,1734, Т= 0,994+++
для получения пиловочника.
3) #3=0,0008х2-0,1241х+5,3912, ' ' = 0,977^
4) -0,017 4х2^5, Э514х-94,5776,. ']= 0,989нч-
дл,. получения балансов
5) ^=0,000052х2-0,0861х+7,247, 4 = 0
6) ;у6=-0,1023х2+П,0427х-Ш,0001, 4= 0.9ЭТ+++
при сигокологическсм оптимуме
7) ^грО.ООЗбх2^, 3932Х+П, 4724, 1= 0,993+++
8) Уд=-0,1945х2+23,7392х-250,6706, >] = О.ЭЭЗ44"4"
применительно к возмоаному сиюкологическоцу оптимуму, били выравнены в указанном возрастном диапазоне по параболе второго порядка (рио. I).
... Таблица 4 Программы целевой оптимизации искусственных насаждений ели: числитель - 1устота стояния (тыс,.экз./га), знаменатель - целевой запас древесины (м3/га).
I Целевые показатели насаждений ели в Целевая функция ; позоасте культур. лет
I 15 | 20 { 30 | 40 | 50 | 60 { 70 ] 80
Получение стволовой древесины
Получение пиловочни ка
Получение балансов
Сннэкологичеслий оптимум -
Из результатов решения оптимизационной задачи видно,-что режи/м густоты искусственных ельников должен быть четко дифференцирован по целевой функции выращиваемых лесных культур. Пониженная густота стояния делана соблюдаться при. выращивании крупной (высокосортной) столовой древесины, в частности, -пиловочника. Наоборот,- повышенная густота стояния свойственна получению максимума стволовой древесины и балансов. Причём, согласно программе.целевой оптимизации (табл. 4).возраст рубки плантационных насаждений ели для получения балансов составит 50...60 лот. Для достижения па 20...ЭО-лстнлй возраст расчетных показателей по целевым 1устотам стояния, достаточно иметь первоначальную густоту посадки в диапазоне 4...6 тыс.экз./га. Расчёт экономического.эффекта выдал высокий процент рентабельности (в среднем 280%)..
6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЕСНУХ ШЬГ/Р
С 1уототоИ неразрывно связана биологическая продуктив -ность искусственных насаждений. Последняя является составной ' частью комплексной продуктивности леса (по Мелехову, 1974). ■ Фитомасса отражает структуру искусственного леса, ого разви-- тис и успешность роста слагаемых компонентов кул^рфитоценоза • ; .-Так в 27-летних культурах ели стволовая масса составляет
• 6,0 5.2 3.9 2.9 2.4 1.5 1.2 1,0
57 134 272 338 483 556 608 639
- 3,7 3.2 2.4 1.7 1,2 0.8 0.6 0.5
- 6 51 92 130 164 196 223
•ёдО б^б !ь1 3,9 3,1 1А ОЛ
32 69 123 166 184 181 158 114
в, 4 5,1 2.9 1,6 1,1 1.0 нет
62 146 286 388 450 473 данных
45.о? всей надземной фитомассы, а если брать во внимание живую надземцую часть', то на её. долю падает до 2/3 массы. Максимальная стволовая масса (73 т/га) накапливается в культурах с густотой 5 тыс.экз/га: масса ствола в них превыпает таковую кз массу культур с густотой 3 и 9 тыс.экз/га на "20^. Макс шум хзои (22,5 т/га) свойственен более редким культурам: у культур ели с густотой 5 и 9 тыс.экз/га хвои менызе на 23 и 1А/5.
3 40-летних культурах сосны, произрастающих в условиях свежего бора и свежей сложной су боря, при одинаковой густоте посадки в 8 тыс.экз/га содержится почти одинаковая масса стволовой древесины, - соответственно 103,3 и 109,8 т/га абс. сухого вещества. 3 отличии от живой надземной части искусственных сосняков в их мертвой надземной части имеются существен -Ные различая: в С2 мертвая фитомасса превышает таковую в А2. почти в 5 раз. Причем наиболее существенные ртличия свойственны в отношении отмершие деревьев (в 11,5 раз) и опада с лесной подстилкой (з 2,3 раза). Такой характер распределения мёртвой фитомассы отражает более интенсивный биологический кругооборот азота и зольных элементов в богатых лесорастительних-условиях.
Фитомасса отдельных фракций, например, ствола, зеи. й да и надземной части з целом, является своеобразным итогом физиологической деятельности растительного организма и, в частности, его ассимиляционного аппарата. 3 работах А.С.Яблокова „ (19Й)', 3.1 .(Ш7еЛд<?(19г»4), З.П.Тимофеева (1959,1939,1970), В,В.Смирнова (1971), В.Н.Габееза (1976), В,И.Рубцозз,. А.К.Но-зоселъцозой, В.К.Поыова, В.В.Рубцозэ (1976), В.Д.7сольцзвэ (1338) и др. показана тесная связь надзокной фитомассы, а также радиального и объёмного приростов от кассы-хвои. В сэс:э очередь работа ассимиляционного аппарата, зависит от густоты • искусственного древостоя* Так как касса.ствола аккумулирует в течение всех лет жизни дорева, то о продуктивности!хвои гораздо достовернее можно судить путем сравнения её массы с массой текущего прироста древесины, выраженных весовыми единицами соотношений в абсолютно сухом состоянии. Для такой цели объективного суждения о биологически .эффективном накоплении стволовой массы предложен показатель "продуктивность работы хвои", представляющий отношение текущего среднепериодического при-
роста массы древеовны за последние 5 лет к массе хвои. В смысливом значении этот показатель дает представление о том, сколько один кг или одна тонна абсолютно сухого органически вещества хвои ироизводит в среднем за один гид килограммов или тонн абсолютно сухого органического вещества стволовой древесины. Выявлено, что наибольшая продуктивность работы хвои свойственна культурам ели П класса возраста с 1устотой посадки 5 тыс .экз/га. В-^ш зависимости от густоты наимекьша продуктивность хвои свойственна деревьям I и У классов Крад та, а наибольшая - у деревьев Ш класса Крафта. Свойство дер вьев Ш класса Крафта иметь наиболее продуктивную хвою надо рассматривать как выработанное эволюцией необходимое приспс собление, позволявшее быть на высоком уровне конкурснтоспос кости в среде древесного сообщества. Деревья Ш.класса росте по Крафту составляют резерв возможных кандидатов на улучшо{ своего разового положения. Их следует относить к деревья1.1 высокого жизненного потенциала.
7. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ЛШШ!3 РССТЛ И ПРШЗВДТЕйЬНОСТИ СССШ- И ЕЛИ В.СМЕШАШЩ ШЫУРАХ
В задачу повышения продуктивности лесов входит опт ими ция породного состава, целью которой является максимальное использование древостоем почвенного плодородия с одновремо ным созданием культурфитоценоза такого породного состава л структуры, где отрицательные межвидовые и внутривидовые в: моотношения сведены ¡к манному. Поэтому весьма перспектив!: создание смешанных лесных культур, что вытекает из закона Ч.Дарвина о полезности многообразия органических форм, по: ляюцого гораздо полнее использовать условия среды, всс рес сы жизни. •
Примемте ль но к смешанным искусственным насаждениям ; менты леса по Н.В,Тротьякову (1927) соответствуют компоно; лесных культур. К числу компонентов в лосокультурном дело носят главные породы, согутствущио и кустарники. Практич компоненты выбираются еще на этапе проектирования в проце разработки типа культур. Каждому из компонентов смешанных сокультур с целью формирования оптимальной структуры буду
лсакдения должна определяться конкретная.экологическая ниша, ля этого при проектировании смешанных л сложных по форме нападений лесокультурщяам надо придерживаться.- приндипа-тео-¡емы Г.О.Гаузе (1926), гласящей, что два вида с очень-сходным эбразом гизни не могут существовать в одной экологической ни-ае. В этом- отношении сосна и ель, являясь полонителькцми.ал-яелопатическими компонентами, позволяют наиболее полно использовать лесорастителъные условия зоны смешанных лесов, увеличивая экологическую ёмкость.лесокультурных Площадей.
Максимальный лесоводетвекний эффект от. совместного выращивания сосны и ели модно поручить, в богатых лесорастительных условиях сложных су борей (С3)..^всь выращивание смешанных культур хвойных пород надо рассматривать как биологически оправданное лесозодственное мероприятие: как.в чистых, так и в смешанных по.состазу лесных культурах для сосны свойственен 1а, а для ели I класс бонитета. До 75$ деревьев обеих пород.в 80-летних смешанных культурах предстазлены деревьями наивысших классов Крафта (I и П): причем у сосны по всем вариантам долевого участия з составе количество деревьев I и П классов Крафта на IO...£Q¡j больше. В смешанных культурах ель имеет средний диаметр 23,0...28,4 см и среднш высоту 24,5...29,5-М;деревья го сосны имеют больший дпрмстр.ствола (29,2...33,6 см), и боль-цу:о высоту (27,7...30,0 м) по срзвненсэ с деревьями ели. Совместное произрастание сосны а ели благоприятно сказывается и на размерах их стволов. Исходя из величины превышений среднего диаметра, в особенности у сосны, можно говорить о более активной камбиальной деятельности деревьев з. смешанном насаждении. Наиболее успешно обе.породы растут при составах ГСЗЗ и ТЕХ. В культурах с таким составом сосна достигает максимальных параметров по размерам своих стволов. В целом.ев ель для'сосны в смешанных культурах слокшх су борей является активатором, повышающим гизнедеятельность сосны как главной породы, способствуя улучшению ее роста, а в конечном итоге, - повышая производительность древостоя. В смешанных культурах средний объём Ствола сосны на 30...45$ больше чем у ели.
Установлено, что для культур составом 7033 и 7ЕЗЗ свойственна особенность кульминаций текущих приростов по объёмам
стволов в несовпадающие для обоих пород возрастные периоды, причем текущий прирост по объёг.у ствола ели кульминирует ра-. нее, чем у сосни. Ойцая для этих составов картина кульминации текущих приростов по объёму ствола следующая: для 7CÎE у ели - в 50 лет, у сосны в 80 лет; для 7ЕЗЗ у ели - в 50 лет, у сосни - в 60 лет. Для всех остальных вариантов смешанных . культур кульминация текущего прироста по объёму ствола наступает в болео поздние сроки: у ели - 60...80 лет, у сосны - в 70...80 лет. Таким образои наиболее успешны те смешанные культуры, у которых ель имеет более раннюю кульминацию текущего, прироста по объёьу ствола. lia основании тенденций падений значений текущих приростов по высоте, диаметру и объёму ствола отмечена закономерность следующего порядка : хвойная порода, занимающая по составу меньшую долю, имеет потенциальную возможность сохранения энергии своего роста на более длительный возрастной период. Очевидпо токая потенциальная возможность сохранения энергии роста, наблюдаемая у хвойной породи,представленной в смотанных культурах метшей долей участия по составу, происходит за счёт постоянного тормозящего влияния главной (господствующей) породы.
Смешанные культуры из сссны и ели в типе условий произрастания С3 в возрасте 80 дат имеют очонь. высокие запасы стволовой древесины но I га, которые равны в с ос нов о-еловых культурах 536...731 м3, в елоьо-сосновых - 621...777м3 на I га. Наибольшие запаси (777 м3/га п 731 м3/га) наблюдаются та:.;,гдо на долю участия либо сосны, либо ели в составе смешанных культур приходится SQJ5. Оптимальный состав смешанных культур,выражаемый формулами состава ТС 33 и 7ЕЗЗ в возрасте спелости, по только даст наибольший натуральный эффокт по запасу стволовой древесины, но и является наиболее высоким по денежной оценке ликвидной древесины.
Успешность.роста и производительности смешанных искусственных насаждений зависит от первоначального смешения (сочетания и долевого участия смешиваомцх пород). Оно предопределяет сохранность растений в компонентах культурдондроценоза и отражается на составе и форме искусственного древостоя'..Поэтому сопоставление зависимости исходного типа лесных гультур по
схемам смешения и размещения посадочных мест о их наличным таксационным составом в зозрасте 80 лот дало следующий вывод: для выращивания, высокопроизводительных культур из сосны и ели с оптимальным составом 7С23 и 7ЕЗЗ их целесообразно создавать по трём типам куль сур, - сме шепнем I ряда сосны"с 2-рядами ели при размещении 2,4x1,0 м; порядным смешением чистыми рядами с размещением 3,0x1,5 м; смешением I ряда сосна с кулисой из G...8 рядов ели при размещении 2,1x1,0 м.
8. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЛЕСНЫХ КУЛЬТУ? К СИСТЕМА ЕЬГОКО-. ЭФФЕКТИВНОГО ЛЕС ОКУЛЫУР КОГО ПРОЦЕССА
Выполнение широкомасштабных работ по искусственному лесо-восстановлений немыслимо без чёткого контроля за их качеством. Однако традиционно существующая оценка лесных культур , по приживаемости является недостаточной (Габеев,1963; Цулинец,1369;
Полянский, Димитров, 1974; Градяцкас, Малинаускас,1930; Писа-ренко, Мер зленко, 1980 и др.), ибо в дальнейшем внимание к ним ослабевает, что порождает снижение их качественного состояния* Поэтому был введен ОСТ 56-92-87 и.предложены технические условия на культуры (Родин, 1978,1931)..позволяющие выполнять контроль за качественным состоянием лесокультур на период перевода roc з покрытую лесом площадь и на период завершенного лесо-кульлурного производства (по Родш^, 1980)..
С целью оперативного контроля за качественным состоянием , лесокультур любого возраста предложен (в соавторстве с АЛ. Плсаренко) следующий оценочный критерий качества: ...
J±Í2_ 4- Ш- + -Ж. + JÚ!¡L
~ Нэ • ^ А/о ^ Ир*-* /Vm-Ип
где: Кк - критерий качества; Hq>- высота фактическая, Из - высота потенциальная, или эталонная; ~ диаметр фактический;-Д/э- диаметр эталонный; ААр- количество доревьев на I га фактическое; А6 - количество деревьев па I га эталонное; Ир-индекс равномерности ровный 1,0; - индекс равномерности фактический; Д/м - число лиственных пород на I га; Ни - высота лиственных пород.
Каждое.из частных формулы при оптимальных условиях должно давать единицу, а Kj. в совокупности равняться 5,0. Отношение //(¡у//э характеризует в молодом возрасто приживаемость,а
в более старшем возрасте культур - сохранность растений. Превышение. этого отнс.эния должно характеризоваться как отрицательное явление, а разница превышения к нормальному состоянию должна минусоваться. Так, если указанное соотношение составит 1,2 то 0,2 должно быть снято а фактически в расчёт пойдет величина, равная 0,8. Такое состояние указывает на Кеобходи -мость регулирования хустоты стояния. Отношение H чр/А/п-Им является показателем, который характеризует состояние формирующегося насаждения. Если это отношение получится больше единицы, то принимается за 1,0. При показателе меньшем единицы, на величину рг зницы превышения снижается критерий качества, а в naiype'требуется проведение рубок ухода. Общая оценка качества производится по следующим параметрам Kj,: более 4 - отличные; 3...4 - хорошие; 2...3 - удовлетворительные; менее 2-неудовлетворительные культуры.
Общее качество и эффективность лесокультурного дела тесным образом зависит от правильного осуществления всей системы лесокультурного процесса. Искусственное лссовосстановленио по стратегии и тактике своего практического воплощения должно быть ориентировано на осуществление четкой системы целенаправленного лесокультурного процесса.-При этом стратегия и тактика, по сути своей, будут отражать диалектическую взаимосвязь между целевой программой я,приемами её непосредственной реализации в конкретных условиях.
Проведённые исследования позволили составить схему общей системы лесокультурного процесса (рис.,2). а ней выделяются три основных группы циклов: проектирования, закладки, .выращивания. Цикл проектирования лесокулыур является частью биологической подсистемы, а циклы закладки и выращивания,- имея технологическую подсистему, совокупно входят и в единую биотохнологическую подсистему.. Все циклы могут быть успешно выполнены на практике лишь при обязательном условии тактически чёткого соблюдения ограничений природного и биологического характера. При обосновании типа лесных кульзур, то есть выбора пород, их смешения £ размещения, ограничения будут вытекать из природных условий лесорастительной зоны и типа условий местопроизрастания. Тип культур в сочетании с правильной агротехникой это надёжный
Задание ко. прои}-во^ст^о /ее ных кцль-ир (л/к). Целевое. направление л/к
Биологическая подсистема.
___;_Л
Лесорасти-твл^на» 19на
Тип леесрА-ст«те/пм*а
УСЛО>иС>.
л
Тип
лесных КУЛЬТУР
Цикл про-сктирева низ а/к
Ьи} и 4о}расТ поса<)очио|в ноггриала 14-стого посЛии.У/
.Оптммун «исто-ГЦ СГОЯИЩ и 90-де(<1о соотношения ПОрб*
Агротех- Лесобод-
нические стбенние
уходы ухо^ы
&шо5
Спелое искус-сп Пенное
носалСкт
Цикли ¿иращиёания а/ж
У
Технологическая подсистема
; £Я
\ 1 - - ■ * Рио.2. Ойцая система леоокульщрного процесса.
■•. • а» . ,
фундамент ¿Идущего целевого насаждения.
Любое преувеличение рола технологической подсистемы без соответствующего её согласования с биологической подсистемой приводит на практике к неудачам в создании и выращивании лесокультур, к снижению их качества. Примером может служить применение техники, не обеспечивающей при обработке почвы оптимальных экологических условий в лссоку ль турком посадочном месте. Поэтому все основные критерии ограничений применительно к циклам закладки и вырацивания лесных культур должны обеспечивать соблюдение соответствия осуществляемых технологических приёмов экологическим свойством культивируемых пород. Таким образом, система основных ограничений является оперативной направляющей качественного осуществления лесокультурного процесса. В итога вся ¡тактика ограничений направлена и акцентирована на последовательное и качественное достижение намеченного целевого итога лесовырацивания. Для таких циклов как посадка (посев) и агротехнические уходы"система основных ограничений взаимосвязана, таг. как качественные-параметры этих циклоз запрограммированы типом лесных культур (размещением растений и, как следствие, и:с густотой), а также видом и возрастом посадочного материала. В целом, стратегия и тактика разработки типа лесных культур и.его практического воплощения в натуре с учётом основных критериев - ограничителей направлены на максимальную отдачу экологической ёмкости лссокультур-ных площадей и эффективное выращивание искусственных фитоцено-зоз. Причём весь лосокультупный процесс слодует рассматривать как единое целое всей совокупности лесокультурных циклов, начинающихся от разработки типа лесных кулыур, обработки почвы и далее, вплоть до рубки спелого искусственного насаждать. Только при таком подходе возможно целенаправленное достижение правильного итогового результата, отвечающего целевое заданию на выращивание лесных культур. Окончательный же итог (т.е. искусственно выращенный лес) должен служить корректировкой (обратной связью) для последующего проектирования нового типа лесных культур очередной ротации. С учетам изменений з эдафи-ческой среде и задач новых целевых направлений тактика соответствующих корректировок должна давать возможность осуществ-
значения плотности- почвогрунта а содержания в нём гумуса, обеспечивающие вступление культур ели в период быстрого роста. Экологически оптимальные условия лучших способов обработай почвы, создающих "парнпкозый эффект" в ризосфере культивируемых растений а сочетании с последующими регулярными рубками ухода, способствуют ускоренному (интенсифицированному) зыращшаниа лесных культур.
Экспериментальные исследования по эколого-лес озодс тленной оценке разных способов механизированной обработки почзы позволили создать научно сбоскозашгую систе:.у перспективной агротехники создания лесокультур л технолога зиращиванпя искусственных молоднялов на зырубках• Зафиксирован новы"; для региона тип вырубки (лещиновый), представляющий собой тяжелую среду восстановления хвойных пород, и сделано обоснованно экологически приемлемых для разных типов выруби: способов обработ ки почзы. В пределах преобладающих условий лесопроизрастэния выполнено моделирование хода песта культур з зависимости от агротехники их создания', технолог;^! ;•_•<: выращивания и густоты посадки.
Показана ошибочность трактовки понятия "оптимальная густота посадки" баз учета природы со динамика последующей корректировки с густотой стояния* В работе выдвинута и научно обссноза:1а концепция, согласно которой искусственное насаждение з своем онтогенезо стремится :: оптимизации густоты стоя -ния, биологически и эзолюцнонно обусловленной Д-л каждого вида и возрастного этапа. В соответствии с этим разработан показатель "условный параметр дптакпя", являющийся индикатором спнэкологпческого оптп'/ума густоты стояния.
- Раскрыто основное (лесохозяйственное) смысловое значение хустоты лесных культур, как регулируемого сродства, направленного на выполнение конкретной цслозой функции (на получение высокосортной дровесины, древесной массы, балансов и пр.).. Предложено решать дискуссионную проблоод густоты базируясь на целезом назначении создаваемых искусственных насаждений. Репе-нио оптимизационных задач такого плана подтвердило, что режим: густоты при выращивании искусственных насаждений должны быть чётко дифференцированы целевым функциям лесных культур.
' лзкия реальных искусственных дрезооборотов, которые заменят и' заполнят сункции естественных процессов природной смены пород.
Рассматривая схе:.у осЗцей системы лесокультурного процесса,для описания изменений и связей её моако формализовать реализуя тип лесных культур, через циклы их закладки и выращивания: ¿c(Ct ХХ)Х , где - система; Ct - проект типа лесных кулыур (входной объект); X - циклы закладки и выращивания; - спелое искусственное насаждение (выход системы) . Сх и X служат причиной, £f - следствием.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Многолетние комплексные исследования, выполненные на территории Русской равнины в пределах центральной части зоны смешанных лесов, позволили обобщить долутораЕековой лесокуль-турный опыт и разработать основные вопросы теории и практики, направленные 'на повышение качества и эффективности искусст -
■ венного лесозосстановлекля.
Анализ раззатия лесокультурного дела, наряду с поло&ите-льныма явлениями, выявил негативные тенденции в виде упрощения технологических процессов и игнорирования должно il экологизации искусственного лесозыращизания. Поэтов исследования были выполнены в русло системного подхода, с учетом динамичности
■ искусственного леса и экологических аспектов его становления и развития.
Исследования успешности роста хвойных пород в лесных культурах на автоморфкых почвах зоны смешанных лесов указалп на возможность реализации их высокого лесоводстве иного эффекта. £ыб^ главкой породы, оснозанный яа детализации её экологического соответствия конкретным почвенным условиям, даёт возможность на только осуществлять научно-обоснованный подбор компонентов будущего насаждения, но и делать этот выбор максимально приближенным к целевому направление лесозулыурного пр ои ззо детва.
Обоснована первостепенная необходимость качественной оценки обработки почвы с позиции придания ей экологически оптимальных условий физики почвенногрунтовой среды лесокультурного посадочного места. Опытным путем установлены порогозыз
С хустотой тесным образом связана-биологическая продуктивность искусственных насаждений. Она оказызает существенное влияние, как на общее накопление фитомассы, так и на её фракционное соотношение. Выращивая культуры хвойных пород определенного режима густоты можно воздействовать этил на физиологически активные фракции, в частности, на хвою, осущесталяя целенаправленный процесс аккуьуляции солнечной энергии. Ко -ноль зозание фитомассы искусственных дрезостоев получит широ-ксе развитие при целевом назначении лесокультур, яатяюдсмся принципиальным подходом к лесозоостанозлекпю.
П-одзодя итоги и обобщая полуторавекозо": опыт пс:усстзен-ного лесовоестановл^ения з зоне смешанных лесов, рассмотрены, с точки зрения оптимизации породного состава, у реальные смешанные искусственные насаждена из сосны и ели. Установлено, что создание смешанных искусственных насаждений из хзойшгс пород целесообразно осуществлять а богатых лесорсстктсльных условиях, где этот прием выращивания следует рассматривать, как биологически оправданное лесоводствепкое мероприятие. При этом перспективно формировать сложные по форме смешанные насаждена с плавным распределением хвойных пород по всем экологическим вертикального и горизонтального пространства, затираемого древесным сообществом. Наиболее хорошо как ель, таг. и с ос iia растут з смешанных лесокультурах, выражаемы;.: формулами состава 7СЗ и 73 сС.
Разработан критерий" оценки качества лесных культур, направленны.^ на оперативный контроль за качественным состоянием лесокультур всех зозрастсз. С целью практического осуществление высокоэффективного лесокультуркого процесса, как радиального средства повышения производительности лесов, предложена, стратегии и тактика искусственного лессзосстанозления. По сути своей стратегия и т2кт:'.ка отражают диалектическую взаимосвязь между целевой программой и приемами её непосредственной реализации з конкретных лесорзстптельных условиях. В соответствии. с этим выработана общая система лесскультурного процесса, дающая возможность привести в органическое целое технологические процессы лесокультуряого производства биологическим свойствам хвойных пород с учетом динамичности искусственного леса и
экологической обстановки лесокультурите площадей. ■
Для производства выполненные исследования позволили дать следующие основные рекомендации:
1. Оценку почвенных условий для выбора главной лесокультур кой породы из числа хвойное соответственно родам, зидам почв и почвообразуя^иы' породам.
2. Основные требования по обработке почвы под лесные кулыуры, вклачаяцие оптимальные параметры плотности и содержания 1уьуса а обработанной почве, а также перспективные технологические репения», способствующие раннему зступлениа культур в период быстрого роста. Конкретные сроки и способ проведения рубок ухода дня успешного формирования искусственных " молодняков на вырубах с учётом способа обработки почвы.
3. Нормативы по 1устоте хвойных культур и рекомендации , по густоте посадки и режиму густоты стояния в соответствии с лесорастительиыми условиями и целевым- ,направлением"лесовыращи-вания.
4. .Высокопроизводительные типы лее кых культур для создания смешанных.искусственных дрезостоов из сосны и ели; их оптимальное породное соотношение к.возрасту спелости.
5. Универсальную оценку качества лесокультур в сочетании с системой критериев ограничителей, позволяющих осуществлять оперативный лссокульзурный мониторинг за ходом проектирования закладки и вырадиваяия лесных куль аур.
Остальные рекомендации детального характера' изложены в соответствующих глазах- диссертации и отражены в тексте автореферата.
МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЖОВАКЫ "В СЛЕДУЩИХ ОСНОВНЫХ ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ ' .. -
I. Лесные культуры К.О.Тюомера. (Соавтор М.В.Рубцов). -М.: ЦБНТИлесхоз, 1975. - 42 с.
___3. Опыт лесовосстановления в Московской области. -.М.;
ЦЭГШлесхоЗ; 1977. - 28 с.
4. Рост кулыур сосну в ели в зависимости от глубины залегания глея //Лесное хозяйство, 1977, № 3, - С.36-37.
5. Влияние засухи на строение годичного кольца з культу-ах // Лесоведение, 1977,'й 4. - С.29-32.
6. Густота та ль ту о и индекс пазномерности. (Соавтор А.И. псарепко) //Лесное хозяйство, 1973, ¡п. -С.53-59.
7. Об эталонных культурах хвойных пооод зоны смешанны:': ссоз // Вестник с.-х.науки, 1973, »5 6. -С.Ц7-124.
О. Опыт лесозссстаноатения в Смоленской области. (Соав-ср А.П.Нисаронко). -••'.: ЦНГЛ&есхоз, 1973. -27 с.
9. Старейшие искусственные леса Подмосковья // Покоода, .373, „'л Ю, - С.50-57.
10. Основные подходы к пешению вопзосоз густоты посадки 'зсных культу п. (Соазтсо АЛ^.Ппсазенко) // Лесоведение, 1979, ; 2. - С.49-оЬ.
11. Лесные культу оу Владимирской области. (Соавтор А.И. нспренко). - .: ЦыП^есхоз, 1979. - 20 с.
12. Рост культур ели з Смоленской, Московской и Калужской блгзстях // В ей.: милование эталонных кссвлдений", .зунас - Гирионис, 1^/9. - С. 1оо-153.
13. 1-". теопип пубок ухода // 3 сб.яичных тру доз Киаиноз-г.сго С:С: п:.'..:.Г.и.С)пунза: "Биология, экология и спзпология ультурппх и лесных растений", Кишинёв, 1379. -"С.43-51..
14. Старейшие пссевн и посадки леса зо Владимирской облсс-и современное состояние // Лзсоведспие, 1330^ & 4. -
. 65-70.
15/ 0 кг.птеопп качества лесных культу о. (Соавтсп Л.И.Писа-с.'исо) //Лесное хозяйство, ±220, ."■ I. - С.£9-40.
16. Оптимальная густота посадки .-у ль ту о сосны в свежих ;соах ¡.'сскозской и Владимирской областей /"/ В сб.: "Лесная ■е о ботаника и биология древесных растений'1, Тула, 1320. -.63-65.
17. Злилпко копытных на о ост ели // Лсспса хозяйство, ;331, .'з I. - и.63-64. "
13. К зоппосу о показателе внутривидовой конкуренции одно-здозого древесного сообщества // 2 сб.: "?оль неук:: в созда-:::: лесов будущего". Л.: 1931. - С. 95-96.
19. Г-.'стота культуп сосны и ели з зона смешанных дссг,з.' -- 1.1 - - ЦГлТИчссхоз, 1231. - 25 с. ■ /
20. Нормативы по густоте культуп дгс зоны смешанных лесов ентпальпого эг.ономнческого оайока/-!;!.: Гослесхоз СССР, из;". -7с.
^21. Д::ф|япс!д;розалпый^под:сод г: густоте культур. // Лесное
22. Лесные культугш Япослазсксй области (Соавтор А.И.Ппса-енко) //!•:•: Экспресс-ин^ормацил ЦЕШ-лесхоза, .1903, вып. 7.-С. 1-1о. ~
23. Успешность роста культар ели в зависимости от разных способов подготовки почва // Тез.докл. Всесоюзн.научно-гехк. конф. Союзгипролесхоза. 1!.: 1983. - С.52-54.
24. Лещиновый тип вырубки // Лесной журнал, 1934, № 4, С. 122-123.
25. Рекомендации по густоте и оценке качества культур • сосны и ели в зоне смешанных лесов. (Соавтор А.И.Писарекко) .М.: ЬШХ РС£СР, 1384. - 14 с.
26. Прототипы плантационных культур ели // Лесное хозяйство, 1984, № II. - С. 53-54.
27. Экологическое соответствие дренированных почв росту культур сосны и ели // Научные труды ЩТИ, вып. 16Ь, 1.Г.: Хз34. — С. 79—82«
еханизированкым способом. -?.!.;
28. Создание культур ели к ЦШТИдесхоз, 1985. - 32. с.
29. Позиции качественной оценки подготовки почвы // Научные труды ШТИ, выл. 167, IL: 1935. - С. 51-54.
30. Явление цикличности в динамике типа леса (на примере искусственных насаждений ели) // Научные труды МЛтИ, вып.176, М.: 1985. -С. 43-48.
31. Теооетическиз аспекты зависимости оптимальной густоты стояния лесных культуо от площади питания // Лесной -журнал, 1936, & I, - С. 2S-&.
32. Лесозодс'твеннос значение дифференциации в пскусствсн-HiK насаждениях хвойных пород // Лесное хозяйство, 1Ш6, !е 6.
33. Бюлогическая продуктивность культур ели разной стсто ты посадки в зоне смешанных лесов // Вестник с.-х.нотки, IS66 & 6. -С.145-147.
34. Продуктивность работы хвои в культурах ели оазной густоты // Научные труды ШТИ, вы-. 185, М.: 1986. - С.57-61.
£5. Сравнительный анализ рос.та чистых icy ль тур сосны и олг на суглинистых почвах // Лесоведение, 1937, J» 2. -С.ЭЗ-42.
Ж. Стратегия и тактика в системе лосокультурного процесс // Тез.докл. кояф. "Охрана лесных экосистем и рациональное иснользов. лесн.ресурсов", секц. 2, М.: 1337. -С.36-37.
3?. Экономическая оценка лесных культур ели разной густоты // Научные труды ИДТИ, Вып. 187. М.: ISB7. - С. 44-46.
ЭЗ. Опыт выращивания высокопроизводительных смешанных Kyj тур сосны и ели. м.: Экспресс-информация ЦШТИлесхоза, 1968, вып. 5. - С. II-I6.
39. Теоретическая основа общей системы лосокультурного процесса //Лесной лурнал, 1988, л 4. - С. 7-II.
40. Целевой подход к решению проблемы густоты лесных кул: lyp // НаучН.труды ШГГИ, выП. 198, М.: 1988. - С. 23-25.
41. Рекомендации по создании и выращиванию зысокопродук-•ивяых культур ели на вырубках со свежими и влажными почвами
I центоальных* областях зоны смеиан.чых лесов европейской части СаСР (Соавторы А.И.Писаренко и Н.П.Шелкопляс). - М.: Ш С5СР, 1938. - 25 с.
42. Значение динамической типология при создании лесо-ульлур в зоне смешанных лесов // Динамическая типология ле-¡а. 1м.: Агропромиздат, 1339. - С.156-168.
43. Подготовка Площади и обработка почвы под закладку [есных культур. Текст лекций. - М.: ШЛИ, 1939. - 35 с.
44. Синзкологическая оптимизация густоты культур ели
7 Сб. докл. симпозиума "Интенсификация ведения хозяйства в ловых насаждений с учётом экологических условий". - Заолен: :Э90. - С. 52-59.
45. Создание искусственных лесоз (Соавтор А.К.Ппоапегесо) ■ !/;.: Агропромиздат, 1990..- 270 с.
-
Мерзленко, Михаил Дмитриевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Москва, 1991
-
ВАК 06.03.01
- Формирование еловых молодняков из подроста после разработки лесосек методом узких лент в подзоне южной тайги
- Оценка товарной структуры древостоев лесных культур сосны хвойно-широколиственных лесов Волго-Вятского региона
- Лесоводственная эффективность естественного и искусственного восстановительных процессов под пологом и на вырубках темнохвойных лесов Прикамья
- Лесоводственно-экологические основы организации рубок в хвойно-широколиственных лесах Дальнего Востока
- Воспроизводство сосновых лесов южной и средней подзон европейской тайги
