Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК ГЛАВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ В СОСНЯКЕ ЯГОДНИКОВОМ НА УРАЛЕ

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

Автореферат диссертации по теме "ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК ГЛАВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ В СОСНЯКЕ ЯГОДНИКОВОМ НА УРАЛЕ"

/-39 9 К

На правах рукописи

Вафин Максим Рафанловнч

ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК ГЛАВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ В СОСНЯКЕ

06.03.03. Лесоведение и лесоводство; лесные пожары л борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ЯГОДНИКОВОМ НА УРАЛЕ

Екатеринбург, 2004

На правах рукописи

Вафнн Максим Рафанловнч

ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК ГЛАВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ В СОСНЯКЕ ЯГОДНИКОВОМ НА УРАЛЕ

06.03.03. Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Екатеринбург, 2004

Работа выполнена в Уральском государственном лесотехническом университете

Научные руководители: кандидат технических

наук, профессор В.А. Азаренок; доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный лесовод РФ C.B. Залесов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук, старший научный сотрудник А.П. Кожевников; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Б,С. Фнмушин.

Ведущая организация: Свердловская лесоустроительная экспедиция.

Зашита состоится "25" ноября 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.0] Уральского государственного лесотехнического университета по адресу: 620100, Россия, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 36,

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Уральского государственного лесотехнического университета.

Автореферат разослан "22 " октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ' £ / Л.И. Аткина

Введение

Актуальность проблемы. Интенсивное освоение эксплуатационных лесов Северного и Среднего Урала сплошными концентрированными рубками привело к значительному истощению лесных ресурсов. Главной причиной ухудшения продуктивности лесов и ослабления водоохранных и защитных свойств является несоответствие способов рубок лесораслгтелькым условиям и особенностям лесов, Расширенное применение в этих условиях постепенных рубок позволяет обеспечить не только заготовку древесины, но и сохранение выполняемых насаждениями защитных функций, а также замену перестойных древостоев более молодыми. Постепенные рубки в нашей стране проводятся очень давно. Однако, сравнительный анализ их лесоводственной эффективности в сосновых насаждениях Урала на зонально-типологической основе не выполнен до сих пор. Наряду с положительной оценкой постепенных рубок в научной литературе встречаются >1 отрицательные отзывы о них, связанные с удорожанием себестоимости заготовки древесины по сравнению со сплошнолесосечными рубками и неудовлетворительным возобновлением участков постепенной рубки в некоторых типах леса. Отсутствие объективных данных о лесоводственной эффективности постепенных рубок в сосняках произрастающих в различных лесохозяйственных округах Урала является одной из причин, сдерживающих их применение, а, следовательно, проведение исследований в данном направлении весьма актуально.

Цели и задачи исследований. Основная цель работы — установить лесоводсгвенную эффективность сплошнолесосечных н постепенных рубок в сосняках произрастающих в Североуральском и Среднеуральском лесохозяйственных округах и разработать на этой основе рекомендации по оптимизации рубок главного пользования.

В связи с поставленной целью в задачу исследований входило:

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

~ /-»я»

1. Исследование естественного возобновления под пологом сосновых насаждений ягодникового типа леса.

2. Изучение влияния способа рубки и ширины пасек на возобновление пасечного волока.

3. Сравнение лесоводственной эффективности постепенных рубок в зависимости от района произрастания.

4. Установление л есо водственно-таксацион н ых показателей молодняков сформировавшихся на лесосеках, пройденных сплошнолесосечными и постепенными рубками.

5. Сравнение лесоводственной эффективности постепенных рубок в зависимости от интенсивности первого приема рубки и ширины пасеки.

6. Исследование прироста деревьев сосны и количества прироста в зависимости от удаленности пасечного волока.

Научна^ новизна. Проведен сравнительный анализ лесоводственной эффективности рубок главного пользования в сосняках, произрастающих в различных лесохозяйственных округах Урала. Изучено влияние законченного цикла постепенных рубок на основные компоненты сосновых насаждений ягодникового типа леса. Исследовано влияние различных способов рубок на естественное возобновление пасечного волока. Проанализирована динамика прироста по высоте и объёму у деревьев сосны после сплошных и равномерно-постепенных рубок в зависимости от удаленности от пасечного волока. С лесоводственной точки зрения, обоснована наиболее эффективная ширина пасеки и интенсивность первого приема постепенной рубки.

Защищаемые положения. В работе исследованы и обоснованы следующие положения, представленные к защите:

• Равномерно-постепенные рубки в сосняках ягодникового типа леса Североуральского и Средыеуральского лесохозяйственных округов по своей

лесоводственной эффективности существенно превосходят спяошнолесосеч н ые рубки;

- Насаждения сформировавшиеся после двухприемных равномерно-постепенных рубок отличается от таковых, сформировавшихся после сплошнолесосечных рубок, лучшими таксационными показателями, большой густотой и участием хвойных пород в составе древостоя, в частности;

- Лесовосстановпение на пасечных волоках после равномерно* постепенных рубок протекает довольно успешно. При с плотно лесосечных рубках для лесовосстановлення пасечных волоков, в приемлемые с лесохозяйствениой точки зрения сроки, необходимое создание частичных лесных культур;

- Вырубки, как сплошнолесосечных, так н равномерно-постепенных рубок, отличаются большой мозаичностью, что обусловлено различной степенью воздействия лесозаготовительной техники на компоненты леса в зависимости от расстояния до пасечного волока.

Практиче^у^я чначи^ость работы. Материалы исследований могут служить основой для проектирования и проведения рубок главного пользования в сосняках ягодникового типа леса средней и южной подзон тайги Урала. Рекомендации по оптимизации равномерно-постепенных рубок в сосняках используются в Уральском учебно-опытном лесхозе УГЛТУ.

Личный вклад. Все работы по теме диссертации, разработке программно-методических положений, сбору экспериментального материала, анализу и обработке полученных результатов выполнены автором лично.

Апробация рабстл. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Социально — экономические и экологические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2003), на научных конференциях «Россия в 3 тысячелетни: прогнозы культурного развития. Качество жизни: Наука. Культура. Образование. Искусство. Власть. Производство» (Екатеринбург,

2002), «Природные и городские экосистемы» (Екатеринбург, 2003), а также на научно-технических конференциях студентов и аспирантов (Екатеринбург, 2002-2004).

Обоснованность и достоверность материалов исследований подтверждается значительным экспериментальным материалом, длительностью эксперимента, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности материала.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы а 5 печатных работах.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, обишх выводов к предложений, а также списка литературы из 289 наименований. Работа изложена на 225 страницах, содержит 40 таблиц и 19 рисунков.

Глава 1. Постепенные рубки: история и состояние вопроса Вопросам постепенных рубок посвящен ряд работ (Якубюк, 1962; Данилик, 1968, 1970; Побединскнй, 1968,1973,1976; Аглиуллин, 1969, 1976, 1980, 1981, 1991; Коновалов, 1972, 1978; Калинин, 1973; Каминский, 1973, 1974, 1978; Набатов, 1974, 1990; Исаев, 1978; Ушаннн, 1980; Тихонов, Зябченко, 1990; Луганский и др., 1996; Сенов, 1999 и другие). Обзор научной литературы показал, что несмотря на длительные исследования постепенных рубок вопросы лесоводственной эффективности их проведения в сосновых древостоях в различных лесохозяйственных округах изучены не достаточно.

Глава 2. Природные условия Согласно лесорастнтельн ому районированию (Колесников и др., 1973) территория районов исследований относится к Западно-Сибирской равнинной области Зауральской холмисто-предгорной провинции среднетаежного и южнотаежного округов, а в соответствии с

лесохозяйственным районированием - к Северо-Уральскому горному зауральскому предгорному району Североуральского лесохозяЙственного округа и к Тагил ьско-Свердловскому зауральскому предгорному району Среднеурапьского лесохозяйственного округа. В главе приводится описание рельефа, почвенных условий и лесного фонда районов исследований. Наличие лиственных насаждений свидетельствует об имевшей место смене пород, вызванной интенсивным освоением лесов сплошными рубками.

Глава 3. Программа и методика исследований, объем выполненных работ

В соответствии с целью и задачами наших исследований программа работ включала:

1. Анализ научной и ведомственной литературы по вопросам лесоводственной эффективности различных способов рубок главного пользования в сосняках.

2. Изучение природных условий, лесного фонда и других особенностей района исследований.

3. Натурные обследования участков опытно-производственных сплошных, равномерно-постепенных и группово-выборочных рубок, проведенных в 1970- 1982 гг.

4. Подбор участков для закладки пробных гигошадей в двух «ключевых» лесхозах представляющих Североуральский и Среднеуральский лесохозяйственные округа.

5. Закладку пробных площадей с последующим проведением на них работ по определению количественных к качественных показателей естественного возобновления.

6. Подбор и обмер модельных деревьев с целью изучения хода роста в зависимости от лесорастительной подзоны, способа рубки, давности её проведения и расстояния до пасечного волока.

7. Изучение основных количественных и качественных показателей поллеска и живого напочвенного покрова в зависимости от лесораститсльной подзоны, способа рубки н её давности.

8. Установление оптимальных параметров ширины пасек и интенсивности первого приема постепенных рубок в сосняках.

9. Сравнительный анализ лесоводственной эффективности сплошнолесосечных и постепенных рубок в сосняках и разработку рекомендаций по оптимизации рубок главного пользования.

В основу исследований положен метод постоянных и временных пробных плошадей (ППП и ВПП), заложенных в соответствии с ОСТ 56-6983 и Инструкцией ... (1995). Методологической основой исследований явился системный подход, предлагаемый в работах В.Н. Сукачева (1972), Н.П. Анучина (1982) н других.

Изучение естественного возобновления проводилось на учетных площадках (Побединский, 1966). Перечет подроста проводился по породам, группам высот и благонадежности. У хвойного благонадежного подроста каждой высотной группы спиливалось по 9-12 экземпляров, у которых устанавливался возраст подсчетом годичных колеи и измерялось расстояние между мутовками от вершины к комлю для изучения хода роста по высоте.

Для определения изменений возраста, высоты и объёма деревьев сосны, а также прироста подроста сосны относительно их расположения от пзсечного волока, были проведены исследования данных параметров на границе волока, посередине полупасеки и на границе пасеки.

Для исследования возобновления пасечных волоков, на каждой пробной площади закладывалось от 10 до 15 учетных площадок, размером 2x2 м. Площадки закладывались по оси пасечного волока, на расстоянии 4-5 м друг от друга.

В процессе обработки материалов применялись различные прикладные программы для математических и статистических расчетов, использовались,

к частности, пакеты программ: Microsoft Excel 98, Statistica 5.773, SPSS 8.0 for Windows. Статистическая обработка собранного материала производилась в соответствии с методами, применяемыми в биологии и лесоведении (Weber, 1967; Василевич, 1969; Зайцев, 1984).

В процессе проведения исследовательских работ было заложено 64 пробных плошади на участках, пройденных рубкой более 20 лет назад, общая площадь пробных площадей составила 8,20 га. Две пробные площади были заложены в нетронутых рубкой древостоях, в условиях сосняка ягодникового. На всех пробных площадях был произведен сплошной перечёт и другие измерения, необходимые для установления лесоводственно-таксаиионных показателей древостоя.

Взяты керны и замерены высоты у S25 деревьев. Для исследования состояния естественного возобновления леса заложено 1500 учетных плошадок. С целью изучения хода роста по высоте измерено 700 экземпляров подроста. Заложено 670 учетных площадок для изучения состояния живого напочвенного покрова и похтеска.

Глава 4. Краткая характеристика объектов исследования Изучение сравнительной лесоводственной эффективности различных систем и способов рубок главного пользования проводилось в двух «ключевых» лесхозах Свердловской области, отражающих природную дифференциацию лесов, условия их роста и развития. В качестве «ключевых» были выбраны Североуральскнй лесхоз, в котором рубка леса была проведена под руководством проф. Н.В. Лившица и Уральский учебно-опытный лесхоз, где опытные рубки были проведены под руководством проф. Н.В. Лившица и доцента А.Г. Первухина. На опытных лесосеках в 1970-1982 гг. были проведены сплошнолееосечные и двухприемные равномерно-постепенные рубки различной интенсивности и с различной шириной пасек.

В главе представлен абрис опытных лесосек и участков контроля, дана полная лесоводственно-таксацноиная характеристика древостоя, полроста и нижних ярусов растительности, а также морфология типичных для участков почвенных разрезов. Расположение опытных объектов в двух лесохозяйственных округах и наиболее представленном на Урале типе леса (сосняк ягодниковый) позволяет использовать их в качестве модельных при разработке рекомендаций ло оптимизации рубок главного пользования с учетом современных требований по устойчивому управлению лесами.

Глава 5. Влияние первого приема постепенной рубки на таксационные показатели материнского древостоя По результатам исследований после первого приема равномерно-постепенной рубки снизились значения средних диаметров на 1,3-2,0 и 1,21,4 см, а средних высот на 0,7-1,2 и 0,2-0,7 м в Североуральском и Уральском учебно-опытном лесхозах (УУОЛ) соответственно (табл. 1). В условиях Североуральского лесхоза возрастает доля березы в составе древостоя. Последнее объясняется тем, что в первый прием назначались в рубку крупные старые деревья хвойных пород, а деревья березы как более молодые оставлялись на доращивание.

С улучшением условий минерального питания и освещения, после проведения первого приема рубки, увеличивается прирост оставленной на доращивание части древостоя, что позволяет собрать большее количество древесины с единицы площади. За 7-летний период после проведения первого приема рубки средний диаметр на контроле увеличился на 0,4-0,5 см, а на опытных участках увеличение составило от 0,9 до 1,4 см, что по сравнению с контрольным значением больше в 1,3 - 4,0 раз. На участке равномерно-постепенной рубки средняя высота оставленной на доращивание части древостоя возросла на 0,5 — 1,0 м, а на участке без рубки увеличилась только на 0,2 м. Кроме того, ежегодный прирост по запасу на участке

равномерно-постепенной рубки в 1,2 — 1,5 раза превысил таковой на контроле. Последнее объясняется первоочередным назначением в рубку более старых деревьев с пониженным приростом и созданием лучших условий для произрастания более молодой части материнского древостоя. Следовательно, в результате проведения первого приема равномерно-постепенной рубки увеличивается продуктивность древостоя, улучшается товарная и сортиментная структуры древесины, что повышает её стоимость.

Таблица 1

Лесоводсгвенно-таксашюнные показатели древостое в на участках равномерно-постепенной рубки с интенсивностью первого приема 42% в

сосняке ягодниковом

Средние Запас,

Ширина пасеки, м Состав Полнота Высота, м Диаметр, см м'/га

Североуральски й лесхоз

До рубки (1975 г.)

25.30,35 9С1ЛЦ1-Б 0.88 25,0 35.0 308.0

Контроль 9С1Л11 + Б 0,9 25.0 38.0 330.0

После первого приема рубки () 976 г.}

25,30.35 ) 8С1ЛШБ 03 23,8 33,0 142.0

Через 7 лет после первого приема рубки (1952 г.)

25 , 30,35 8С1Ли 1Б 0.52 24,8 34,4 160,2

Контроль 9С1ЛЦ -г Б 0.9 25.2 38.4 342.6

Уральский учебно-опытный лесхоз

До рубки (1970 г.)

25.30,35 8С2Лц+Б 0,82 23.2 36,0 321.0

Контроль 10С ■+■ Лц, Б 0.80 | 26.0 34.0 296.0

После первого приема рубки (1971 г.)

25,30,35 8С2ЛЦ+Б 0,42 224 34.8 180,0

Через 7 лег после первого приема рубкн (1977 г.)

25.30.35 9С1Лп+Б 0,45 23.0 36,2 200,4

Контроль 10С Ли. Б 0.80 26,2 34.5 310,8

Лесоводственная эффективность несплошных рубок (при прочих равных условиях) в значительной степени зависит от интенсивности их проведения, В ходе исследований было отмечено, что интенсивность первого приема

равномерно-постепенной рубки равная 42% белее благоприятно влияет на величину увеличения текущего прироста по запасу, чем рубка интенсивностью 32%.

Глава б. Динамика естественного возобновления Среди вопросов, связанных с оптимизацией различных видов рубок главного пользования, вопросы изучения лесовозобновительных процессов под пологом лревостоев, поступающих в рубку, а также влияния рубок на подрост и восстановительный процесс после рубки, имеют первостепенное значение. До начала проведения лесозаготовительных работ на опытных участках произрастал густой хвойный подрост, что стало следствием прошедших низовых пожаров по территории лесосек.

Снижение полноты древостоя является основным фактором усиления возобновительного процесса. На участках равномерно-постепенной рубки создаются более благоприятные условия для формирования подроста, а также появления всходов, чем в насаждениях не тронутой рубкой. За период между первым и заключительным приемами рубки (7 лет) обшее количество подроста возросло на 6-17% в Североуральском и 22-43% в УУОЛ УГЛТУ. В то же время, на участках контроля численность благонадежного подроста уменьшилась, что, на наш взгляд, объясняется негативным влиянием материнского древостоя.

Соблюдение технологии лесозаготовок при проведении постепенных рубок обеспечивает высокую сохранность предварительного воздействия, которая превышает таковую при сплошной рубке на 10-25%. Общее количество сохраненного при проведении рубок главного пользования подроста составило 18-32 тыс. шт7га в Североуральском и 4,2-10,0 тыс. эгаУга в Уральском учебно-опытном лесхозах, что соответствует Лесоводственнымтребованиям... (1993)

После проведения рубок главного пользования формируется подрост различных генераций. Сплошные рубки вызывают «вспышку» возобновления мягколиственных пород, при этом отсутствие хвойного подроста обуславливает смену пород. При наличии хвойного подроста предварительной генерации формируются смешанные молодняки, Лесовозобновительные процессы на лесосеках равномерно-постепенных рубок способствуют сохранению и увеличению количества подроста хвойных пород.

Через 20-32 года после проведения рубок главного пользования на опытных участках сформировались высокополнотные молодняки (табл. 2-3).

Таблица 2

Лесоводственно-таксационные показатели древостоев спустя 20-25 лет после равномерно-постепенной рубки с интенсивностью первого приема 42% в сосняке ягодннковом

Ширина пасеки,м Соспш Полкота Средние Запас, м'/га

Высота, м Диаметр, см

Сееероуралылси Й лесхоз

25 4С1Е5Б +Ли, Ос 0,9 9.5 9,3 71,4

30* 5С1Лц4Б +Е ед.Ос 0,9 9,7 9,7 73,3

35 4С1Е5Б-Юс едЛц 0,9 10,1 9,4 71.5

Уральский учебно-опытный лесхоз

25 6СЗБ1Лц+Ос ед.Е 1.0 10,2 10,6 1513

35 5СЗБ1Лн10с ед.Е 1,0 114) И,1 164,2

* - пасека шириной 30 м имеется только на территории Североуральского лесхоза

Возобновление вырубок хвойными породами проходило в основном за счет сохраненного подроста предварительной и сопутствующей генераций, где наиболее перспективным являлся подрост высотой более 1,5 м.

Молодой древостой, сформировавшийся на лесосеках равномерно-постепенной рубки, отличается повышенными темпами роста по сравнению с молодняком, произрастающим на опытных участках сплошнолесосечной рубки (на 40-70%). Вероятно, последнее было обусловлено тем, что после уборки материнского древостоя при сплошной рубке подрост сосны не смог быстро адаптироваться к резко изменившемся условиям среды. Кроме того, отрицательное влияние на прирост сосны оказывает конкуренция со стороны мя гколиствен ных пород.

Таблица 3

Лесоводственно-таксашгонные показатели древостоев спустя 28-32 года

после сплошной рубки в сосняке я родниковом

Ширина пасеки.м Состав Полнота Средние Запас, м'/га

Высота, м Диаметр, см

Североуральский лесхоз

30 4С1Лц ЗБ20с еа.Е 0,8 10,0 ад 57,6

Уральский учебно-опытный лесхоз

28 6С1ЛцЗБ+Е,Ос 1.0 10,2 10,0 128,2

Более суровые климатические условия и пониженное плодородие почв на севере Свердловской области обуславливают замедленный рост соснового подроста, что в дальнейшем сказывается назначении величины запаса и доля сосны в составе формирующихся молодняков. Доля мягколиственных пород здесь составляет 50-70%

Под пологом молодых древостое» произрастает хвойный подрост, обшей численностью до 4 тыс. экз^га, что можно объяснить лишь мозанчностью возобновления на вырубках. Данный подрост может служить дополнительной основой формирования хвойных насаждений.

Экспериментально подтверждено, что сохранение подроста при проведении рубок главного пользования в сосняках обеспечивает формирование хвойных молодняков, не уступающих по продуктивности материнскому древостою. В тоже время, приходится констатировать, что в сосняке ягодниковом наиболее целесообразно, с лесоводственной точки зрения, проводить равномерно-постепенные рубки с интенсивностью первого приема 40*45% по запасу при ширине пасек 30 м.

Глава 7. Ход лесовозобновления в зависимости от их удаленности от пасечного волока На опытных вырубках 20 - 30-летней давности, численность подроста произрастающего на границе пасек больше на 0,2 - 1,1 тыс. шт./гз, чем на участке расположенном вблизи пасечного волока. Кроме того, вблизи пасечного волока преобладает подрост мягколиственных пород вегетативного происхождения. Основными доминантами живого напочвенного покрова вблизи волока являются злаковые растения. Последнее обусловлено лучшим тепловым и водным режимом, чем на границе пасек. Проективное покрытие подлеском и живым напочвенном покровом в последнем случае соответственно ниже на 2-7% и на 9-15%, чем вблизи пасечного волока.

Подрост, произрастающий вблизи трелевочных волоков, в первые 3 лет после завершающего приема равномерно-постепенной и сплошной рубок отличается от такового на границе пасек замедленными приростами. Однако в дальнейшем картина меняется и через 20-32 года после рубки прирост

деревьев произрастающих у волока на 15-20% превышает таковой у деревьев аналогичного размера на границе пасек.

Экспериментальные данные позволили построить графические модели роста подроста сосны под пологом молодняка. Используя метод аппроксимации была установлена функциональная зависимость изменения текущего прироста по высоте в течении всего периода жизни. Значение коэффициента детерминации на границе пасечного волока составляет 0,48 — 0,72, что свидетельствует о неравномерности развития подроста по пятилетиям. На текущий прирост подроста сосны, существенно влияет погодные условия вегетационного периода. На границе пасек рост подроста протекает более равномерно, т.к. влияние негативных погодных факторов значительно снижает сомкнутый полог молодого древостоя. Величина коэффициента детерминации лежит в пределах 0,88-0,98.

Основные статистические характеристики, определяющие средний ежегодный прирост по объёму деревьев сосны приведен в табл. 4. Показатель точности данной величины не превышает 5%, что свидетельствует о достоверности проведенных исследований по определению этих характеристик.

Лесовозобновление на лесосеках равномерно-постепенной рубки протекает более успешно, чём на участках сплошнолесосечной рубки. Спустя 20-32 года величина ежегодного прироста деревьев сосны на опытном участке сплошной рубки меньше таковой по сравнению с участком- с завершенной постепенной рубкой на 5-30% по высоте и на 10-30% по объёму. Однако следует отметить, что различие в значении ежегодного прироста по высоте у подроста сосны менее значительны и не превышают 10%. Методы математической статистики позволяют сравнить между собой средние значения н судить о достоверности их различий или считать, что различия эти являются случайными. Для данной проверки использовался критерий Стьюдента (1). На основании применения последнего можно

сделать вывод о достоверности различий средних значений ежегодного прироста по высоте и объёму деревьев сосны на опытных участках равномерно-постепенной и сплошнолесосечной рубки (р< 0,05).

Таблниа 4

Основные статистические характеристики, определяющие средний

прирост по объёму модельных деревьев сосны

Дшиетр наделили деревьев, см Статистические характеристики

Средние значение ежегодного прироста по Об^иу, •10' м'/гоа Среднее квадратичное отклонение, *103 м'/год Стандартам ошибка, •Кг'м'/гад Варшшюнныа коэффициент, № llonmte.it ТОЧНОСТИ, %

Североуральский лесхоз

Равномерно-постепенная рубка (интенсивность первого приема 321'*)

а 12 16 0,96 2,13 3.49 0.22 046 049 0.035 0,089 0.094 22,9 26,3 16.9 3.6 4,2 2.7

Саяошнолесосечная рубка

8 12 16 035 1,85 3.02 0,19 1 0,031 0,43 0,070 0.58 | 0,093 24,2 24,6 194 3,6 3,8 43

Уральский учебно-опытный лесхоз

Раеномерно-постепеннал рубка (интенсивность первого приема 33%)

8 12 16 1,04 200 3.75 0,16 0,09 046 0,025 0,04 0.15 15,4 4,1 14,9 2.4 1,8 4.0

Сплошнолесосечная рубка

8 12 16 0,87 1.89 3.20 0,21 0^5 042 0,032 0,083 0,039 21.4 27,1 163 34 4,4 2.8

Сопоставление лесоводственно-таксанионных характеристик молодого древостоя на опытных участках позволяет отметить, что на территории Североуральского лесохозяйственного округа прирост деревьев сосны по высоте и диаметру значительно ниже такового у деревьев сосни произрастающих в Среднеуральском лесохозяйственном округе.

Глава Лесовозобновление на пасечном волоке Лесовозобновление на пасечных волоках после проведения равномерно-постепенной рубки протекает довольно успешно как в Североуральском, так и в Среднеуральском лесохозяйетвенных округах. Через 20 - 21 год после завершающего приема рубки в условиях сосняка ягодникового на волоках насчитывается от ДО 12,7 тыс. экзУга подроста в пересчете на крупный, при варьировании показателя встречаемости, в зависимости от ширины пасеки от 62,5 до 100% (табл. 5). Надежность исследований встречаемости подроста по территории пасечного волока была обеспечена величиной стандартного отклонения (о) не превышающего 5% относительно среднего; значения.

Таблица 5

Количество подроста на пасечных волоках через 20-21 год после двухприемной равномерно - постепенной рубки с интенсивностью 32-33%

первого приема при ширине пасек 25 м

Состав Количество подроста по группам высот. Количество р

подроста. тыс. пгг^гз подроста а а# g

% пересчете на - 1 rf 5

до 0,5 м 05-1,5 Мни Итого, крупный. I ®

м более: тыс. тыс. шт./га

штУга I с

и

Сеаероуральский лесхоз

35,4 С • 1.32 3,77 5,09 4,83

8,2 Б 0,23 0,27 0,69 1,19 1,02 94 100-

43,5 Лц 0,51 2,04 3,70 6,25 4,59

9,SE 0,98 0,15 0,28 1,41 0,93

3,1 Ос 0.10 0.14 0.21 0,45 030

2 1,82 3,92 8,65 14,39 12,70

Уральский учебно-опытный лесхоз

41,0 С 0,43 1,24 3,08 4.75 4,28

35,6 Б 0,72 0,90 241 4,13 349

19,1 Ли 0,29 0,66 1.26 2,21 1,93 91 100

4,3 Е 0.36 0,10 0,04 0,50 030

1,80 2,90 6,89 1149 10,10

Подрост на пасечных волоках равномерно-постепенной рубки характеризуется высокими показателями жизнеспособности. Доля благонадежного подроста варьируется от 87 до 97%. Во всех вариантах опыта по количеству доминирует крупный хвойный подрост высотой более 1,5 м.

Лесовосстановительные процессы на пасечных волоках после проведения сплошнолесосечных рубок существенно отличается от таковых после завершающего приема равномерно-постепенных рубок. Спустя 28 - 32 года после сплошнолесосечной рубки в условиях сосняка ягодникового количество подроста не превышает 0,96 — 1,05 тыс. экзУга в пересчёте на крупный при показателях встречаемости 14,3 - 16,7% (табл. б). Доля мягколиственных пород в составе подроста при этом варьируется от 52,2 до 53,0%.

Таблица б

Количество подроста на пасечных волоках через 28 -32 года

после сплошной рубки при ширине пасек 28-30 м

Состав полроста* % Количество подроста па группам высот, тыс. шт7га Количество подроста к пересчет« на крупный, тыс. шт^га 1« § Я = Л § X н

до 0,5 м 0,5-1,5 м имн более Итого, тыс. штЛа

Североуральский лесхоз

47,0 С 53.0 Б 0.07 0,31 0.Ю 0,17 0.52 0,55 0.62 0,45 0.60 98 16,7

I 0,07 0,41 0,69 1,17 1,05

Уральский учебно-опытный лесхоз

26,1 С 52 ДБ 16.3 Лц 5.4 Е 0,03 0,14 (1.06 0,10 0,05 0.07 0,16 0,39 0,11 0£9 1 0,26 0.58 0,50 0,18 0,17 0.06 1 0,03 94 14,3

2 0,23 0,22 0,66 1.1! } 0,96

Главным» причинами неудовлетворительного лесовосстановления на пасечных волоках сплошнолесосечной рубки являются: уничтожение подроста предварительной генерации, уплотнение почвы, концентрация порубочных остатков и интенсивнее зарастание злаковой растительностью. Успешное лесовосстзноаление на волоках, в приемлемые с лесохозяйственной точки зрения сроки, после проведения сплошнолесосечных рубок в условиях сосняка ягодникового возможно только путем создания частичных лесных культур.

Процессы последующего лесовосстановления на волоках в условиях Североуральского лссохозяйственного округа протекает более успешно, чем в Среднеуральском лесохозяйственном округе. В последнем на пасечных волоках ниже показатели густоты и встречаемости полроста при большей примеси лиственных пород в его составе.

Выводы и рекомендации производству

Интенсивное освоение лесов районов исследования сплошными рубками стало причиной смены хвойных насаждений на производные березняки и осинники. В качестве альтернативы сплошнолесосечным рубкам в лесах II и 1 групп тех категорий зашитности, где рубки главного пользования разрешены, предлагается расширенное применение равномерно-постепенных рубок.

Пзреживание материнского древостоя в ходе равномерно-постепенных рубок способствует улучшению условий роста деревьев, оставленных на дорашивание. В насаждениях пройденных первым приемом постепенной рубки наблюдается более интенсивные темпы прироста по сравнению с контролем. Увеличение высоты и диаметра после первого приема свидетельствует об улучшении качественных показателей выращиваемой древесины.

Спустя 20*32 года после проведения рубок главного пользования на всех опытных участках сформировались смешанные молоднякн. На участках

равномерно-постепенной рубки формируются молодняки с большей густотой и долей сосны в составе (на 1-2 единицы), чем после сплошнолесосечной рубки.

На опытных участках сплошной рубки показатели прироста по высоте и объёму у деревьев сосны меньше на 10-30%, чем на лесосеках равномерно-постепенной рубки, что вызвано угнетением со стороны быстрорастущих пород, таких как береза и оснна.

Молодой древостой, произрастающий на опытных участках сплошнолесосечной рубки, имеет меньшее значение величины ежегодного прироста по запасу, чем аналогичный древостой после завершения равномерно-постепенной рубки. Это различие составляет 40-70%. Под пологом молодого древостоя накапливается подрост, обшей численностью от 1 до 4 тыс. экзУга. Он сможет служить дополнительной основой формирования хвойных насаждений.

Молодые деревья сосны растут быстрее в непосредственной близости от пасечного волока. В этих условиях складываются более благоприятные световой и водный режимы зля роста и развития молодняка и подроста сосны, чем на границе пасек. Однако, здесь же отмечается, в случае отсутствия хвойного подроста предварительной генерации, зарастание участка злаковыми растениями и появление подроста березы вегетативного происхождения.

На пасечных волоках спустя 20-25 лет после равномерно-постепенной рубки произрастает до 13,0 тыс. экз^га подроста хозяйственно ценных пород, что позволяет отказаться от искусственного лесовосстановлення волоков. На участках сплошной рубки для успешного лесовозобновления требуется создание частичных лесных культур. Хвойный подрост в основном произрастает по середине пасечного волока, где складываются наиболее благоприятные условия для появления самосева сосны, за счет наименьшего повреждения почвы трелевочными механизмами.

Варьирование ширины пасек в пределах 25-35 м незначительно сказывается на изменение таксационных показателей молодого древостоя. Как в Североуральском, так и Среднеуральсхом лесохозяйственных округах лучшими лесоводственными показателями характеризуются рубки главного пользования при ширине пасек 30 м. Увеличение ширины пасеки ведет к значительной гибели предварительного возобновления, а снижение до 25 м -к увеличению площади, занимаемой пасечными волоками, т.е. плошали с полностью уничтоженным подростом.

При обшей внешней схожести процессов лесовозобновления в Североуральском и Среднсуральском лесохозяйственных округах они имеют существенные отличия. Более суровые климатические условия и пониженное плодородие почв на севере Свердловской области обуславливают замедленный рост соснового подроста, что в дальнейшем сказывается на значении величины запаса и доли сосны в составе молодняка.

Увеличение возраста рубки для сосняков - экономически нецелесообразно. Под пологом перестойного древостоя начинает снижаться количество благонадежного подроста, а у деревьев сосны низших ступеней толщины отмечается уменьшение величины ежегодного прироста по объёму. В перестойных насаждениях начинает возрастать доля фаутных и сухих деревьев и увеличиваться доля мягколнственных пород в составе древостоя. Постепенные рубки обеспечивают увеличение общего запаса заготовляемой древесины, при сохранении водоохранных, защитных и других экологических функций насаждений.

Практические рекомендации для проектирования рубок главного пользования и лесочосстановшпелъных мероприятий в сосняке ягодниковом средней и южной подзон тайги:

I. В сосновых древостоях ягодникового типа леса, произрастающих в Североуральском и Среднеуральском лесохозяйственных округах следует проводить равномерно-постепенные рубки.

2. При полноте древостоя 0,8-0,9 рекомендуется назначать двухприемные равномерно-постепенные рубки, при наличии под пологом материнского древостоя не менее 4 тыс. экз7га благонадежного подроста хвойных пород.

3. Интенсивность первого приема постепенной рубки должна составлять 40-45% по запасу. Полнота оставляемой часта древостоя не должна снижаться менее 0,4-0,5. Второй прием рубкн назначается спустя 6-7 лет после первого.

4. В сосновых древостоях с большей полнотой (1,0) при наличии достаточного количества хвойного подроста для естественного возобновления вырубки число приемов необходимо увеличить до трех,

5. В первый прием рубки необходимо убирать перестойные, суховершинные, больные и поврежденные деревья главной породы, а также деревья второстепенных и тех древесных пород, возобновление которых нежелательно.

6. При отсутствии илн недостатке подроста хвойных пород предварительной генерации следует провести, за 3-5 лет до первого приема рубки, мероприятия по содействию естественному возобновлению путем минерализации почвы. Последняя может быть выполнена пуском управляемого огня, однако режимы целевого пала должны быть разработаны с учетом региональных условий.

7. Ширина пасек при проведении равномерно-постепенных рубок в сосняке ягодниковом рекомендуется равной полуторной высоте древостоя.

8. После сплошнолесосечной рубки на пасечных волоках укрепленных порубочными остатками следует планировать работы по содействию естественному возобновлению путем создания частичных лесных культур.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Колтунова А.И., Азаренок В.А., Усольцев В.А., Лившиц Н.В., Вафии М.Р., Ефимеико O.A., Котельникова И.Н. Расчет приходной части углеродного баланса при разных способах рубок в сосновых и березовых древостоях // Леса Урала и хозяйство в них. Вып.22. Екатеринбург: УГЛТУ, 2002. С.191-198.

2. Азаренок В. А., Безгина ЮЛ., Вафин М.Р. Состояние естественного возобновления после несплошных видов рубок // Сборник научных трудов по материалам научной конференции; «Россия в III тысячелетии: прогнозы культурного развития. Качество жизни: Наука. Культура. Образование, Искусство. Власть. Производство». Екатеринбург: УГЛТУ, 2002. С.52-53.

3. Азаренок В.А., Безгина Ю.Н., Вафин М.Р. Состояние естественного возобновления после несплошных видов рубок // Леса Урала и хозяйство в них. Вып.23. Екатеринбург: УГТУ, 2003. С. 162-165.

4. Вафин М.Р. Влияние несплошных рубок на лесовозобновление // Сборник трудов по материалам молодежного семинара: «Природные и городские экосистемы». Екатеринбург: Ботанический сад УрО РАН, 2003. С.54-56.

5. Вафин М.Р., Азаренок В.А. Влияние технологии лесозаготовок на лесовозобновление // Материалы науч-техн. конференции студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2003, С. 4,

Подписано в печать 07.10.2004г. Объём 1 п.л. Заказ Тираж 120. 620100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. УГЛТУ ООП.

»20 933