Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесоводственно-экологические основы восстановления ельников в производных лесах Восточно-Европейской Равнины

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Лесоводственно-экологические основы восстановления ельников в производных лесах Восточно-Европейской Равнины"

На прав:

ДРУЖИНИН ФЕДОР НИКОЛАЕВИЧ

ЛЕСОВОДСТВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕЛЬНИКОВ В ПРОИЗВОДНЫХ ЛЕСАХ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЫ

06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация 06.03.01 - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

2 0 ПАР 2014

005546254

Вологда - Молочное, 2014

005546254

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина».

Научные консультанты: Мелехов Владимир Иванович,

доктор технических наук, профессор; Бабич Николай Алексеевич,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор.

Официальные оппоненты: Залесов Сергей Вениаминович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», проректор по научной работе;

Никонов Михаил Васильевич,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого», заведующий кафедрой лесного хозяйства;

Касимов Апдулбар Касимович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», заведующий кафедрой лесоводства и лесных культур.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова».

Защита состоится 23 апреля 2014 года в 11— часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.03, созданного на базе ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, главный корпус, ауд. 1220. Телефон (факс): 8(8182) 41-28-03 (внутренний 14-03). Адрес электронной почты: d.klevtsov@narfu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова».

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Существенное ухудшение структуры лесного фонда на территории Европейского Севера обусловлено многими причинами. Это возрастающие объёмы до 90"* годов прошлого столетия интенсивной эксплуатации лесов посредством сплошных рубок, сосредоточение сырьевого лесопользования вблизи транспортных путей, циклически повторяющиеся массовые лесные пожары. Недостаточно эффективно проводились мероприятия по содействию естественному возобновлению леса, оставляет желать лучшего лесокультурное производство. Следствием этого в таёжных лесах Русской Равнины произошло резкое сокращение площади хвойных насаждений, несущих наряду с основной сырьевой нагрузкой экологические и социальные функции. Разработка, внедрение научно обоснованной системы и отдельных мероприятий по стабилизации и улучшению структуры бореальных лесов является актуальной первоочередной задачей в научной, практической лесохозяйственной и лесопромышленной деятельности в региональном аспекте и в целом по стране.

Степень разработанности темы исследования. Лесная наука и практика рассматривает нежелательную смену хвойных лесов на лиственные с двух позиций: с одной стороны - недопущение смены пород в результате рубок при заготовке спелой и перестойной древесины, а с другой - ускорение процесса замены вторичного лиственного древостоя с помощью лесоводственных приемов на коренное насаждение. Для предотвращения нежелательной смены пород и ухудшения структуры лесного фонда необходима разработка и более широкое внедрение в практику экологически обоснованных лесоводственных методов и способов лесопользования. Ускоренное восстановление коренных ельников, соответствующих природным закономерностям динамики структуры и возобновления экосистем в процессе рационального освоения вторичных лиственных насаждений требует разработки и реализации научно-обоснованной системы лесохозяй-ственных мероприятий. Приоритетным должно бьгть использование естественного возобновления на всех стадиях ценоонтогенеза лиственных и лиственно-еловых насаждений с учетом региональных лесотипологических и природных условий.

Целью исследования является разработка и лесоводственно-экологическое обоснование системы мероприятий по восстановлению ельников с использованием естественного лесообразовательного процесса в производных лесах подзоны средней и южной тайги Восточно-Европейской Равнины.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1) обобщить исторический опыт исследований по восстановлению ельников в таёжной зоне и определить направление решения основных составляющих проблемы;

2) оценить сукцессионные и возобновительные процессы, изменения в динамике структуры лесного фонда и лесных насаждений;

3) проанализировать особенности формирования возрастной структуры и типов возрастного строения древостоев;

4) выявить влияние климатических факторов на рост и продуктивность насаждений;

5) установить изменения природной среды, трансформации лесорастительных и экологических условий при различных технологиях разработки лесосек;

6) определить лесоводственную эффективность применяемых форм рубок и их видов в процессе восстановления коренных ельников при заготовке спелой и перестойной дре-

весины, специализированных рубках ухода и реконструкции малоценных насаждений;

7) разработать оценочные критерии для берёзы, обеспечивающие повышение выхода крупномерных сортиментов к завершающему приёму выборочных рубок по восстановлению коренных ельников,

8) выявить критерии жизненного состояния и роста подпологовой ели (подрост и деревья второго яруса) на разных стадиях онтогенеза до и после сплошных и выборочных рубок разной интенсивности;

9) усовершенствовать лесохозяйственные мероприятия по снижению и предотвращению вегетативного возобновления осины;

10) изучить товарную и сортиментную структуру древостоев после рубок;

11) оценить влияние изреживания древостоев в лиственных насаждениях на плодоношение деревьев второго яруса ели;

12) обосновать систему лесохозяйственных мероприятий по восстановлению ельников за счет предварительного и сопутствующего возобновления.

Решение поставленных задач позволит организовать рациональное ведение лесного хозяйства на региональном уровне с учётом специфичности климатических, эда-фических и лесорастительных условий. Восстановление ельников предусматривается с использованием разнообразия технологических процессов лесоразработок, методов и способов рубок по этапам формирования вторичных лиственных лесов. Научная новизна исследования заключается в следующем:

1) выявлены особенности роста, формирования подроста и деревьев второго яруса ели, их адаптация к изменившимся условиям среды после рубок на разных стадиях ценоон-тогенеза;

2) исследована динамика фенологического развития подроста ели в различных условиях местопроизрастания, установлена сезонная динамика роста подпологовой ели в высоту;

3) разработаны критерии оценки жизнешюго состояния подпологовой ели (подрост, деревья второго яруса) по прямым и коррелятивным признакам для назначения интенсивности изреживания господствующего яруса древостоя;

4) определена лесоводственная эффективность комплексных рубок по восстаноатению коренных еловых лесов;

5) усовершенствованы по видам рубок методы отбора деревьев в рубку и на последующее лесовырашивание;

6) установлены лесоводственные требования к берёзовым насаждениям по прямым и коррелятивным признакам, целесообразность при одновременном восстановлении коренных ельников доращивания берёзы с высоким выходом крупномерных сортиментов.

7) представлено научное обоснование и разработан комплекс мероприятий по использованию естественного лесообразовательного процесса в деле восстановления тёмнохвой-ных формаций в производных лесах подзоны средней и южной тайги ВосточноЕвропейской Равнины.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что научно обоснована и доказана целесообразность использования естественного лесообразовательного процесса по восстановлению коренных хвойных лесов; выявлены особенности естественного возобновления в производных лиственных, лиственно-еловых насаждениях, возрастное строение ели; определена зависимость количественного состава подроста (подпологовой

ели) от полноты господствующего яруса, развития живого напочвенного покрова и степени задернения почв; научно обоснованы методы отбора деревьев в рубку и на последующее лесовыращивание но видам рубок и древесным породам; определены критерии жизненного состояния подроста ели по фенотипическим признакам для обоснования интенсивности рубок; одновременно с восстановлением ельников из предварительного и сопутствующего возобновления дано обоснование доращивания берёзы с обеспечением высокого выхода крупномерных сортиментов её древесины; раскрыты особенности формирования, роста, развития и внутривидовою полиморфизма ели европейской на разных стадиях онтогенеза до и после лесосечных работ; выявлена динамика формирования фракционного состава и запаса надземной фитомассы ели, позволяющая на ранней стадии после рубок оценить эффективность восстановления ельников.

Практическая значимость работы. На основании проведённого исследования разработаны пракгические рекомендации по восстановлению коренных ельников на месте вторичных лиственных, лиственно-еловых лесов на разных стадиях их ценоонтоге-неза с использованием естественного предварительного и сопутствующего возобновления. Результаты исследования положены в основу региональных руководств и рекомендаций по длительно-постепенным (ДПР), равномерно-постепенным (РПР) рубкам, рубкам переформирования (РПФ) и обновления (ОБН), сортиментной заготовке древесины, организации и технологии рубок по восстановлению ельников с одновременным дора-щиванием высокотоварной березы, оставлению фаугной осины на корню.

Методология и методы исследования. Исследования проведены на специально заложенных стационарных и производи венных объектах по лесопользованию с разными вариантами но восстановлению коренных ельников. Длительность опытов позволяет сохранять методологическую преемственность в сборе и обработке информации. Анализ результатов исследования производился в рамках теории системы, объясняющей протекающие в лесном фитоценозе процессы при активном хозяйственном воздействии и воспроизводимости результатов исследования в различных условиях.

Положения, выносимые на защиту. На основе исследования в диссертационной работе рассмотрены, сформулированы и обоснованы следующие научные положения:

1). Тенденции динамики структуры лесного фонда, сукцессионных процессов, типов и категорий берёзовых насаждений, внутривидового полиморфизма берёзы и ели в лесах антропогенного происхождения.

2). Динамика трансформации лесорастительных и экологических условий, сохранения лесной среды при разнообразии применения технологических процессов и лесозаготовительной техники.

3). Морфологические особенности, рост, формирование подроста и деревьев второго яруса ели; критерии оценки их жизнеспособности при различной интенсивности изре-живания древостоя.

4). Лесоводственно-экологическое и экономическое обоснование видов и методов рубок, обеспечивающих оптимальное восстановление ельников и одновременное доращи-вание березы с более высоким выходом крупномерных сортиментов.

5). Товарная и сортименгная структура сохраняемого берёзового древостоя и сформировавшегося елового ценоэлеменга леса после рубок.

Обоснованность выводов и рекомендаций. Обоснованность выводов и досто-

верность результатов исследования подтверждаются данными натурных научных и научно-производственных экспериментов; длительным сроком, повторностью и преемственностью наблюдений; применением методов математической статистики с использованием современного программного обеспечения для оценки надежности результатов.

Апробация результатов. Диссертационное исследование осуществлялось в тесной связи с планом научно-исследовательских работ за 2001-2013 гг. по бюджетным и хоздоговорным темам Вологодской региональной лаборатории СевНИИЛХ и кафедры лесного хозяйства ВГМХА им. Н.В. Верещагина, где автор являлся ответственным исполнителем («Развитие выборочных способов рубок в Вологодской области», «Разработать руководство по сортиментной заготовке древесины», «Разработка научно-методических рекомендаций по созданию технических, экономических и организационных условий для увеличения доли выборочных рубок при заготовке древесины») и руководителем тем («Разработка рекомендаций по ускоренному восстановлению ельников во вторичных лесах с одновременным доращиванием высокотоварной берёзы в условиях Европейского Севера», «Выполнение принципов добровольной лесной сертификации на арендных участках ОАО ЛПК Кипелово», «Лесоводственно-экологическая оценка и разработка рекомендаций по использованию естественного лесообразователыюго процесса для восстановления ельников на территории Вологодской области»).

Основные положения диссертационной работы представлены и докладывались на международных и всероссийских симпозиумах, конференциях, совещаниях (международный симпозиум: «Проблемы комплексного использования и мелиорации земель на водосборе» - Санкт-Петербург, 2002; международная конференция: «Эколого-экономические аспекты гидролесомелиорации» - Гомель, 2003; международная научно-техническая конференция: «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» - Вологда, 2005, 2012, 2013; всероссийский симпозиум: «Лесопользование и гидролесомелиорация» - Вологда, 2007; всероссийская научная конференция с международным участием: «Лесные ресурсы таежной зоны России: Проблемы лесопользования и лесовос-становления» - Петрозаводск, 2009; материалы всероссийских конференций «Экологические рекомендации по лесоуправлению и лесопользованию»- Санкт-Петербург, 20092011; всероссийская конференция «Рациональное природопользование на Европейском Севере» - Архангельск, 2011; международная научно-практическая конференция: «Инновации и технологии в лесном хозяйстве» - Санкт-Петербург, 2012; всероссийская научно-практическая конференция: «Проблемы воспроизводства лесов Европейской тайги» - Кострома, 2012; всероссийская научно-практическая конференция: «Современные проблемы лесоводства» - Москва, 2013); практических семинарах и учёбах, организуемых Правительством Вологодской области, ГУПР по Вологодской области с демонстрацией опытных, опытно-производственных стационаров (Череповец, 2001; Бело-зерск, 2002, 2003; Вытегра, 2004; Вологда, 2007).

Личный вклад. Разработаны концептуальные положения решения проблемы, обобщены результаты предшествующих исследований, обработаны и проанализированы материалы натурных наблюдений и опытов на пробных площадях (ПП), сформулированы выводы и разработаны научно-обоснованные практические рекомендации. Предложено лесоводственно-экологическое обоснование системы мероприятий по оптимизации освоения лесосечного фонда в производных лесах по восстановлению ельников.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 52 работах в научных журналах и изданиях, в том числе в 2 монографиях, 12 статьях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий, 2 учебных пособиях, 4 региональных руководствах и рекомендациях.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, библиографического списка работ отечественных и зарубежных авторов из 524 наименований. Материал исследования изложен на 389 страницах, включает 107 таблиц, 47 рисунков и 6 приложений.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Обзор научной литературы содержит' сведения о генезисе ельников, сукцессионных процессах, истории сырьевого лесопользования, лесоводственной эффективности мероприятий по восстановлению ельников. Еловые леса на территории Европейского Севера распространялись после отступления ледника. Обширную литературу по их изучению можно разделить на 4 периода: от первых попыток обобщения народных примет в распределении лесов но составу и качеству до типологии лесов, разработки региональных таблиц хода роста, лесохозяйственных мероприятий и лесопользования, охраны и защиты лесов (\Vessely, 1853; Тимофеев, 1894; Гуторович, 1897; Рожков, 1904; Ег^1ег, 1904; Орлов, 1927; Богословский, 1940; Левин, 1940; Алексеев, 1948; Воропанов, 1950; Войчаль, 1955; Мелехов, 1960, 2003; Гусев, 1962; Анучин, 1969; Комин, 1963; Лобедин-ский, 1966; Дыренков, 1966; Моисеев, 1968; Анишин, 1984; Чмыр, 1977; Белов, 1976; Чертовской, 1978; Чибисов, 1992; Бабич, 1993; Трубин, 2000; Чупров, 2008 и. др.).

В таёжной зоне европейской части России ель занимает господствующее положение. Однако со второй половины прошлого века в результате сукцессионных процессов, преимущественно под влиянием экогенетических смен, площадь ельников постоянно сокращается. Их восстановление в процессе проведения рубок в лиственных и лиственно-еловых лесах заслуживало серьёзного внимания лесоводов (Барабин, 1973; Чмыр, 2001; Вялых, Чибисов, 2003; Касимов, 2007; Чупров, 2008; Тихонов, 2013). Рационализация рубок шла но пути упрощения отбора деревьев в рубку, сокращения числа приёмов и организации лесосечных работ с эффекгивным использованием лесозаготовительной техники. Оценка экологических условий и эффективности видов рубок в мягколист-венных насаждениях позволила сделать вывод о возможности восстановления ельников с меньшими издержками по сравнению с лесными культурами. Лиственные насаждения, включающие поколение ели в виде нодроста и второю яруса, должны рассматриваться при поступлении в рубку не только как источники древесины, но и как участки хвойных молодняков, из которых можно вырастить в более короткие сроки, чем при сплошных рубках с последующим созданием лесных культур, ценные хвойные древостой. Лесо-водственно-экологическое обоснование восстановления ельников в производных лесах с использованием естественного лесообразовательного процесса требует дальнейшего детального исследования на территории Восточно-Европейской Равнины.

ГЛАВА 2 ЗОНАЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК УСЛОВИЙ СРЕДЫ, ЛЕСНОЙ ФОНД И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследованиями охвачены леса Восточно-Европейской Равнины в пределах нод-

зон средней и южной тайги преимущественно на территории Вологодской области. Климат — умеренно-континентальный, годовой радиационный баланс на территории средней тайги находится на уровне 25-30 ккал/см2, южной - 30-35 ккал/см2. Отрицательное влияние на рост и развитие древесной растительности оказывают поздние весенние (до 15 июня) и ранние осенние (с 15 августа) заморозки. Безморозный период на востоке составляет 95-100 дней, на западе и юге - 115-125 дней.

• ■ Баланс влаги - положительный. Среднегодовая сумма осадков всех видов составляет 480-500 мм на востоке и 560-600 мм на западе, а испарение - 300-350 мм. Продолжительность залегания снежного покрова - 160-170 дней. Избыток влаги вместе с другими природными факторами способствовал возникновению густой речной и озёрной сети, заболачиванию равнинных участков местности. Реки и озёра относятся к бассейнам Балтийского, Белого и Каспийского морей.

- Орографические условия характеризуются холмистым рельефом и равнинными пространствами с отчётливыми следами нескольких оледенений и наступлений моря (трансгрессий). Наиболее ощутимы следы последнего (Валдайского) оледенения.

Эдафические условия указывают на то, что основным типом почв является подзолистый, представленный в основном иллювиально-гумусово-железистыми, иллюви-ально-железистыми и железистыми подзолами песчаного и супесчаного механического состава. Подзолистый тип почвообразования занимает около 60% площади. Встречаются дерново-карбонатный (5%) и пойменный (3%) типы.

Характеристика лесного фонда связана с экологическими факторами, определяющими видовое разнообразие растительного покрова. Лесные земли занимают около 80% (14,6 млн. га) от общей площади земельного фонда. Покрытая лесом площадь (87%), представлена насаждениями естественного происхождения. Искусственные леса занимают менее 5% от общей площади.

По условиям местопроизрастания преобладающей (79%) является зеленомошная группа. На ее долю в ельниках приходится 83% лесопокрытой площади, в сосняках - 55, березняках - 91, осинниках - 100, в насаждениях других пород - от 30 до 100%. Хвойные леса соответствуют занимаемым условиям местопроизрастания. Вторичные лиственные древостой, возникшие на месте еловых лесов, в перспективе должны быть заменены хвойными.

Производительность древостоев в хвойных лесах характеризуется по la - Va классам бонитета. Ельники произрастают по III-IV классам. Среди лиственных преобладают (81%) берёзовые насаждения. Высокополнотные (37%) представлены преимущественно смешанными лиственно-хвойными средневозрастными древостоями. На долю насаждений с низкой полнотой (0,3-0,4) приходится около 3%, на долю среднеполнотных - 60%.

Запас древесины составляет свыше 1002 млн. м3. Доля еловых древостоев от этого запаса составляет 31%, сосновых - 24, берёзовых - 35, осиновых - 9%. Ежегодный прирост древесины достигает более 15 млн. м\ среднегодовой не превышает 2,3 м3/га.

Краткая характеристика стационарных объектов исследования, расположенных в Белозерском, Вологодском, Грязовецком, Сокольском, Кирилловском, Тарног-ском, Тотемском и других районах Вологодской области раскрывает особенности состояния, роста деревьев второго яруса и подроста ели до и после лесосечных работ (заготовка спелой и перестойной древесины, специализированные рубки ухода). Лесосечный

фонд на стационаре «Норобово» был представлен спелыми и приспевающими березняками с наличием подиологовой ели (рисунок 1).

Рисунок 1 - Варианты опыта на стационаре «Норобово» в Вологодском районе и сформировавшееся после рубок еловое насаждение из сохранённого подроста Здесь в двух кварталах размещены специально заложенные опытно-производственные объекты, включающие 8 вариантов по длительно-постепенным (ДПР), равномерно-постепенным (РПР) рубкам, рубкам переформирования (РПФ) и комплексным (КМР) рубкам с сортиментной заготовкой древесины. Интенсивность выборки лиственного яруса древостоя устанавливалась по отпускному диаметру (ДПР) для каждой древесной породы или заданной полноте сохранения лиственного яруса (Р11Р и РПФ). Лесосечные работы выполнялись звеном вальщиков (бензопилы «Husqvarna») со сбором и вывозкой сортиментов к местам отгрузки форвардером.

Опытно-производственный объект' «Северная Ферма» (Вологодский район) заложен с целью выявления возможности использования комплекса агрегатных машин (хар-вестер и форвардер), обеспечивающих сортиментную заготовку, при производстве ДПР. Лесосечные работы велись по верховому методу с отпускного диаметра.

Закладка опытно-производственных РПР и ДПР с сортиментной заготовкой древесины (стационар «Сизьма», Кирилловский район) предусматривала проведение разностороннего исследования. Они включали установление влияния интенсивности изрежи-вания древесного яруса на лесоводственную эффективность рубок, семеношение подиологовой ели, распространение семян; появление, выживаемость и развитие всходов, самосева, подроста в лиственных насаждениях, в том числе с выраженным задернением почв. Оценивалось доращивание сохраняемой части берёзы на целевые сортименты при разных методах отбора деревьев в рубку. Проведены опыты но созданию благоприятных условий для возобновления ели путём минерализации почвы площадками внутри пасек и полосами по технологическим коридорам. Для предотвращения способности к вегетативному размножению осины заложены объекты с окольцовыванием стволов бензопилами с их двойным пропилом, а также с внесением в стволовую древесину раундапа.

Стационар «Истопная» (Восьинское, Монзенское участковые лесничества Грязо-вецкого района) представлен тремя обособленными лесными массивами, которые существенно различаются по лесорастительным условиям, типам насаждений и наличию в них елового элемента леса. При составе древостоя: 8-9Б 1-20С ед. Ив, Е заложено три варианта с рубкой по отпускному диаметру (12, 16, 20 см). В еловом, елово-лиственном насаждениях выполнены ДПР (отпускной диаметр 16 и 22 см). В Монзенском участковом лесничестве заложены проходные (ПРХ) и реконструктивные (ПРФ) рубки.

Стационар «Тарнога» (Тарногский район) был представлен спелыми лиственными, лиственно-хвойными и хвойными насаждениями черничных и кисличных типов леса с наличием тонкомера и подроста ели - свыше 3 тыс. экз./га предварительной и последующей генераций. Возраст подроста и деревьев второго яруса составлял от 20 до 170 лет. Ель предварительных генераций в лиственных и лиственно-еловых насаждениях входила в господствующий ярус от её единичного представительства до 3-4 единиц в составе древостоя. Подпологовая ель по своему физиологическому состоянию находилась в угнетённом состоянии. Разработка лесосек осуществлялась комплексом агрегатных машин отечественного производства (ЛП-19А, ЛП-18. ЛП-30В). Данными машинами выполнялись сплошные рубки с предварительным возобновлением.

Стационары «Мондома» (Палкинское участковое лесничество) и «Визьма» (Визьменское участковое лесничество) заложены в Белозерском районе. Лесосечный фонд включал спелые, приспевающие и средневозрастные берёзовые насаждения семенного происхождения, сформировавшиеся на месте сплошных рубок. Были заложены опытно-производственные объекты, включающие варианты по различным методам отбора деревьев и интенсивности рубок.

Стационар «Чекшино» расположен на территории Сокольского района. Для закладки опытов было отведено березовое насаждение пирогенного происхождения в черничном типе леса, имеющего высокую полноту и производительность древостоя с наличием подпологовой ели в количестве 8-10 тыс. экз./га. Стационар имеет форму прямоугольника (рисунок 2) и разбит на четыре варианта опыта по комплексным рубкам. Варианты опыта представляют собой разную густоту сохраняемого на последующее лесо-вырашивание подроста без внесения и с внесением азотосодержащих минеральных удобрений (аммиачная селитра) из расчета 150 кг/га действующего вещества. Опыты заложены со сплошной выборкой лиственного яруса древостоя при количестве сохраняемого подроста ели - 1,5; 3,0; 4,5 и 6,0 тыс. экз./га.

IVs без удобрений 6,0 тыс. экз/га

IVЕ N- 150 кг/га 6,0 тыс. экз/га

N- 150 кг/га 4,5 тыс. экз/га

И1А

без удобрений 4,5 тыс. экз/га

Iя

без удобрений 1,5 тыс. экз/га

N-150 кг/га 1,5 тыс. экз/га

TT*

N - 150 кг/га 3,0 тыс. экз/га

без удобрений 3,0 тыс. экз/га

Рисунок 2 - Размещение вариантов опыта на стационаре «Чекшино» и сформировавшееся из подроста еловое насаждение Возраст компонентов древостоя до рубки: береза - 45 лет, подрост ели - 35 лет. Год закладки стационарного объекта и выполнения на нем лесосечных работ (элементы

рубок но заготовке спелой и перестойной древесины) - зима 1979-1980 года с доочист-кой мест рубок и разреживанием подроста (элементы рубок ухода - прореживание) в летнее время - июнь-июль 1980 года.

Разнообразие условий местопроизрастания елового элемента леса при сравнительно однородных лесорастительных условиях послужило основанием для закладки стационара «Спорышево» (Вологодский район). Особенностями вариантов опыта являлось разное воздействие практически одинаковых природных условий на жизненное состояние и развитие елового элемента леса в среде с достаточно полной поступающей освещенностью и с разной степенью затенения господствующим или приобретающим шснодство древесным ярусом из разных пород.

На объектах исследования осуществлялись наблюдения за экологическими условиями, включающими водный и температурный режимы, слежение за фенологическим развитием ели и сезонной динамикой роста в высоту. Наряду с естественным возобновлением ели иснользован участок с созданием лесных культур.

ГЛАВА 3 НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Методология... В отечественной и мировой литературе рассматриваются различные методологические и методические подходы (фитоценологический, дендроценотиче-ский, парцеллярно-биогеоценотический, микробиотопический, микроэкосистемный, системный) к изучению взаимоотношений элементов лесных ценозов (Попов, 1954; Сукачёв, 1964; Дылис, 1964, 1969, 1978; Санников, 1965, 1970, 1985; Bitterlich, 1972; Колесников и др., 1973; Джефферс, 1981; Чмыр и др., 2001).

В процессе эколого-лесоводственного изучения (постановка цели и задач исследования, определение объектов исследования, планирование экспериментов и наблюдений, натурное обследование, камеральная обработка и обобщение данных, комплексный анализ и интерпретация) реализованы следующие основополагающие принципы:

1) Зонально-географический - изучение изменений структуры насаждений, главнейших условий среды под влиянием лесопользования в границах южной части средней и северной части южной тайги Восточно-Европейской Равнины.

2) Эколого-динамический - оценка временных изменений экологических (снегонакопление; промерзание, температурный режим, повреждаемость, водно-физические свойства почв) и лесорастительных (сохранность лесной среды, повреждаемость компонентов древостоя, особенности динамики живого напочвенного покрова) условий после сплошных и выборочных форм рубок.

3) Формационно-селекционный - изучение динамики сравнительного состояния лесного фонда, количественных параметров структуры древостоев под воздействием сукцесси-онных процессов с учетом внутривидового полиморфизма березы и ели в лиственных и лиственно-хвойных формациях.

4) Лесоводственный - оценка и анализ систем, способов, методов, технологий рубок при лесопользовании во вторичных лесах; разработка лесоводственно и экологически обоснованных рекомендаций по интенсификации процесса восстановления ельников на основе естественного лесообразовательного процесса.

Структура диссертационной работы (рисунок 3 - блок-схема) построена на основе комплексной организации исследования. При натурном изучении применялись два ос-

новных метода исследования:

1. Повторные (многократные) наблюдения - измерительные и описательные работы для регистрации качественных и количественных характеристик.

2. Полевой эксперимент - метод познания, при котором исследуются в контролируемых и управляемых условиях явления действительности.

Рисунок 3 - Блок-схема диссертационной работы

Программа работ, методические подходы. Объектами исследования являлись вторичные лиственные, лиственно-еловые насаждения с еловым элементом леса (подрост, второй ярус ели - подпологовая ель), в которых заложены опытно-производственные, опытные стационары по восстановлению коренных ельников сотрудниками Вологодской региональной лаборатории ФБУ «СевНИИЛХ» и ФГБОУ ВПО «ВГМХА им. Н.В. Верещагина», в том числе с участием и при научно-методическом руководстве автора. Подбор объектов осуществлялся в соответствии с типологией В.Н. Сукачева (1961) по принятой для условий Европейского Севера схеме типов леса.

На вырубках и лесосеках, представляющих различные технологические процессы

и применения разнообразия лесозаготовительной техники, производилось следующее. Инструментально определялась площадь каждой категории лесосек и производилась оценка степени сохранения лесной среды. Учет- площади со сплошной рубкой вёлся дифференцированно по категориям повреждаемости напочвенного покрова и почвы: участки со сплошным нарушением верхнего слоя почвы вплоть до перемешивания с подзолистым (глеевым) горизонтом (повреждаемость I категории); участки с аналогичными повреждениями, охватывающими 50-70% площади (повреждаемость II категории); участки без существенного повреждения напочвенного покрова (III категория).

Закладка ПП осуществлялась по методическим указаниям В.Н. Сукачёва и C.B. Зонна (1961) с учётом гребований ОСТ 56-69-83, охватывающие, как минимум, 3 пасеки в перпендикулярном направлении. Подрост учитывался но высотной градации: до 0,5 м; 0,6-1,0 м; 1,1-2,0 м; 2,1-3,0 м; свыше 3,0 м и подразделялся по жизнеспособности на здоровый, сомнительный, усыхающий. Ко второму ярусу относились экземпляры высотой 4-5 м и более с диаметром ствола (на высоте 1,3 м) более 4 см. Одновременно вёлся учёт механических повреждений. Строение коры выявлялось на высоте груди, тин ветвления по сучьям в средней части крон.

Динамические фенологические наблюдения включали выявление сроков трогания в рост почек боковых и центральных побегов. Выделение фенологических форм производилось по методике АЛ. Вевериса (1969).

Морфологическое описание почв, определение водно-физических свойств осуществлялось с учётом гребований ОСТ 56-81-84 но методикам, опубликованных в работах Е.В. Аринушкиной (1962), E.H. Наквасиной и Е.В. Шавриной (2001). Лесовосстано-вительные процессы изучались с учётом нормативных документов (Инструкция.., 1984), рекомендаций A.B. Побединского (1966), С.Н. Санникова (1978, 1992).

На ряде ПП отбирались модельные деревья в количестве 9-25 экземпляров для последующего анализа хода роста. Их разделка и отбор древесных срезов производилась по следующей высотной градации: 0; 0,65; 1,3; 2,3; 4,3 м и далее.

Для определения надземной фитомассы и изменений её фракционного состава осуществлялся отбор модельных деревьев из трёх наиболее представленных ступеней толщины (Усольцев, 1997). Другой вариант, также используемый в исследовании, предусматривал отбор моделей по категориям роста (Высоцкий, 1962), чтобы оценить надземную фитомассу по трём составляющим совокупности деревьев в древостое. В последующих главах приводятся уточняющие положения методических подходов.

Камеральная обработка и обобщение натурных данных включала выявление морфологической структуры насаждений, включающей породный состав, размерность (высота, диаметр), возраст, горизонтальная (lycTora, полнота) и вертикальная (положение деревьев в пологе, ярусность) дифференциация деревьев в древостоях. Кроме этого, определялись, в соответствии с общепринятыми в лесоведении, таксации и лесоводстве методами, продуктивность (бонитет, запас), энергия роста (прирост деревьев и древостоя по диаметру, высоте, объёму и запасу древесины). Полученные результаты обрабатывались статистическими методами с использованием пакета базовых и прикладных нрофамм («Excel», «Stat», «Curve Expert» и др.).

Объем выполненных работ: - в естественных условиях на объектах сплошных и выборочных форм рубок, в том чис-

ле стационарных, заложено 152 ПП с выполнением на них комплекса лесоводственно-таксационного исследования, включая повторные лесоучётные работы;

- осуществлены подбор и закладка 12 стационаров с закладкой ПП по различным видам рубок с разной интенсивностью изреживания древостоя;

- обследовано 48 вырубки и 53 лесосеки с выборочными рубками по выявлению различных категорий площади лесосек,

- оценена сохранность и жизненное состояние господствующего яруса древостоя, подроста и деревьев второго яруса в пасеках при разработке лесосечного фонда малыми комплексными бригадами, отечественными (ЛП-19а, ЛП-18, ЛП-ЗОВ) и зарубежными (харвестер и форвардер, звено вальщиков и форвардер) агрегатными машинами;

- выполнены динамические наблюдения за трансформацией лесорастительных условий (418 учётных площадок), лесовозобновительными процессами (279 учётных площадок) на 6 стационарных объектах с разной интенсивностью изреживания древесного яруса и применением различной лесозаготовительной техники;

- заложено 18 почвенных разрезов и описано более 80 генетических горизонтов, оценка водно-физических свойств почв произведена на 6 специально подготовленных разрезах;

- взято на анализ хода роста более 500 модельных деревьев, 1585 пневых срезок на определение возраста деревьев, в том числе подроста предварительного, сопутствующего и последующего возобновлений;

- определен фракционный состав надземной фитомассы 48 модельных деревьев (3744 взвешивания).

ГЛАВА 4 ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ, ТРАНСФОРМАЦИЯ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Динамика состояния лесного фонда рассматривается по материалам лесоустройства. На 1 января 2007 года площадь лесного фонда и лесов, не входящих в лесной фонд, составляет 11660,7 тыс. га или около 81% от земельного фонда области (Дер-ман и др.., 1999; Лесной план.., 2007). На долю ценных хвойных насаждений приходится 50,5%, на долю мягколиственных - 49,5%. За период с 1961 по 2006 гт. площадь хвойных лесов уменьшилась на 9,3% за счет еловых насаждений.

Сукцессионные процессы в 40-е годы прошлого века ещё не набрали полного темпа. В лесном фонде выражено преобладание (66%) хвойных насаждений. По мере наращивания лесозаготовок площадь хвойных лесов стала заметно сокращаться. Для того, чтобы как-то сгладить данный процесс, нормативными документами и инструкциями (Инструкция.., 1926, 1964, 1995; Дополнения.., 1989) по устройству лесов вводились изменения в учёте лесного фонда. Это касалось деления площади по категориям земель, учёта эксплуатационного запаса (с 50 м3/га до 40 м3/га), минимальной полноты древостоя (с 0,4 до 0,3), доли участия хвойных пород в составе древостоя (с 5 до 4 единиц). Такие низкие показатели характерны насаждениям на верховых торфяных почвах, занятых сосняками, что и позволяло в определённой степени сглаживать ухудшение структуры лесного фонда, о чём отмечалось и в работах М.Н. Прокопьева (1983, 1990).

В результате антропогенных и природных смен (сукцессий) видового состава древостоя, наибольшее распространение получили березняки (3725,1 тыс. га или 77%),

занимающие в основном черничные и кисличные типы условий местопроизрастания. Довольно высока доля осинников (958,8 тыс. га или 20%), также сосредоточенных в наиболее богатых лесорастительных условиях. Ольшаники сформировались преимущественно на бывших пахотных землях сельскохозяйственных угодий и на торфяных почвах с проточным типом водно-минерального питания (159,6 тыс. га или более 3%). Важно отметить, что вторичные лиственные леса возникли преимущественно на месге коренных ельников черничных и кисличных, с оптимальными для успешного роста ели лесорастительными условиями.

Для предотвращения нежелательной смены пород, которая является одной из причин ухудшения структуры лесного фонда, необходимо более широкое внедрение в практику лесопользования выборочных форм рубок. Ускоренное восстановление коренных ельников, а вместе с этим рациональное освоение вторичных лесов, требует научно-обоснованной разработки и реализации системы лесохозяйсгвенных мероприятий с использованием естественного возобновления.

Типы и категории берёзовых насаждений рассматривались рядом исследователей (Кайрюкшгис, 1969; Денисов, 1975; Тихонов, 1977; Чупров, 1986 и др.). Отличительной их особенностью в регионе является го, что в доминирующем большинстве они семенного происхождения, характеризуются высокой полнотой (средняя - 0,75), разнообразием формирования (чистые и смешанные) и строения (простые и сложные) древостоя. На основании натурных обследований с учётом литературных данных (Чупров, 1986), особенностей роста, высотно-возрасгной структуры древостоев и жизненного состояния подпологовой ели, нами выделено 4 категории (типа) березняков (таблица 1). Таблица 1 - Характеристика берёзовых насаждений (данные по 28 ПП1

Тип (категория) берёзовых насаждений Показатели по компонентам древостоя

господств ующий ярус второй ярус и подрост ели

состав (возраст, лет) Н, м полнота запас, м3/га состав (возраст, лет) Н, м количество, тыс. экз./га

1 категория ЮБ ед.Ос (20-55) 5-25 0,8 и > 20-360 10Е(5-20) до 3,0 0,4 -1,0

И категория 7-9Б1-ЗОС (30-60) 10-27 0,6-1,0 50-320 10Е(20-55) 1,5-12,0 2,0-17,0

Ш категория &-9Б1-ЗОС ед.Е (40-80) 15-30 0,6-0,9 75-380 10Е (30-110) 3,0-17,0 1,5-6,0

IV категория 5-8Б1-ЗОс1-ЗЕ (70-90) 20-28 0,5-0,9 120-350 10Е(20-120) 0,5-22,0 1,0-4,0

примечание: I категория - чистые березняки; И категория - березняки с елью последующе« юзобновления; III категория - березняки с елью предварительного и последующего возобнов |ения; IV категория - берёзово-еловые насаждения

» г ----.— ----Г J--- --»»-.«»ni.vv juvviivuiiv OOtJ/JWIV

(гарей) берёзой приняло широкие масштабы. Молодняки с ее доминирующим участием в составе древостоя возникают более густыми, насчитывающими до 30-50 тыс. экз./га. Возобновительный процесс хвойными породами носит циклический характер, обусловленный биологическими особенностями ели и изменчивостью климатических факторов. Появление и развитие всходов ели в большинстве случаев приходится на 3-5 годы после лесосечных работ, когда создаются оптимальные условия среды для семенного возобновления ели (Мелехов, 1960).

Наиболее типичный состав древостоя до стадии приспевания березняков - 6-7Б 3-40с (II категории формирования). В березняках с наличием ели предварительной генерации (111 категория) её средний возраст на 10-20 лет в среднем старше берёзы.

Установлено, что процесс дифференциации деревьев в берёзовых насаждениях наиболее интенсивно протекает с 30-35 - летнего возраста. Старение и отпад (сенильная стадия) лиственных пород усиливаются с 80-85 лет. В это время (через 3-5 лет после рубок, в 30-35 и,80-85 лет) создаются оптимальные условия для появления и развития новых возрастных поколений ели. Закономерности формирования производных березняков, биологические особенности ели являются определяющими в отношении формирования разновозрастных ельников, в том числе и в лиственных насаждениях.

Внутривидовой полиморфизм березы (Bétula péndula Ehrh) заключается в том, что род Beíula, включая многочисленные виды, по занимаемой площади в лесном фонде России стоит на третьем месте после лиственницы и сосны (Булыгин, Ярмишко, 2000). По березе повислой выделено большое разнообразие форм и на основании внутривидовой изменчивости разработаны рекомендации по отбору её перспективных форм (Гроз-дова, 1979; Пятницкий, 1961; Яблоков, 1962 и др.). Сведения носят противоречивый характер и без специальных исследований не могут распространяться на другие регионы.

Закладка ПП по выявлению внутривидового разнообразия берёзы производилась на разных стадиях онтогенеза. Установлено, что с возрастом их долевое участие в составе древостоя изменяется. В молодняках среди 3 форм по характеру строения коры встречаются только гладкокорые экземпляры. С увеличением возраста (в средневозрастных древостоях) видовое разнообразие березы увеличивается. Здесь по характеру строения коры выявлены 3 формы. В приспевающих и спелых насаждениях преобладает береза с гладким типом коры (51% и 48% соответственно). Исходя из сравнительной ле-соводственно-таксаиионной оценки, лидирующее положение занимают экземпляры березы с ромбовиднотрещиноватой формой коры. Высокие таксационные показатели по диаметру и высоте свойственны также и гладкокорой березе.

Формирование подпологовой ели на ранних стадиях онтогенеза (10-20 лет) характеризуется медленными темпами роста (таблица 2). На следующем этапе (30-65 лет) энергия роста усиливается. Наибольшая величина прироста зафиксирована в низко- и среднеполнотных, а наименьшая - в высокополнотных березняках.

Таблица 2 - Динамика роста подпологовой ели (средние данные по 118 моделям)

Группы высот ели, м Среднегодовой прирост (Х", /") возрастных поколений (лет) ели за последнее 5-летие

7Д 0,01 м 7.a, 0,1 см

20-40 50-90 более 90 20-40 50-90 более 90

0,5-1,5 5± 1,7 2± 1,2 2 ±0,6 4± 1,2 2 + 0,7 1 +0,3

1,6-3,0 8 ±2,1 4 ±0,7 3 + 0,8 6± 1,6 3 ± 0,9 2 ±0,4

3,1-5,0 14 + 2,2 7 ±2.8 8 ±2,4 11 ± 1,7 4 ±0,6 3 ±0,6

5,1-10,0 18 ± 1,8 12 ±2,1 11 ± 1,8 20 ± 0,9 8± 1,2 5 ±0,6

более 10,0 18 ±2,4 14 ±2,8 12 ±2,6 26 ±0,8 9 ±0,9 8 ±0,5

Период стабилизированного прироста довольно короткий и зависит от таксационных показателей (полнота, высота) господствующего яруса. Данный временной отрезок не превышает 10-20 лет. Стадия замедления и прекращения роста растянута во времени и зависит от лесорастительных условий, степени угнетающего влияния (конкуренции) господствующего яруса и корневых систем древостоя.

Возраст отдельных экземпляров подроста ели в березняках достигает 170-210 лет. При этом на протяжении всей жизни флюктуация прироста в высоту и по диаметру свя-

заны с влиянием циклического характера климатических факторов (Мазепа, 1998; Шия-тов и др., 2000; Дружинин и др., 2006). Спектральный анализ полученных древесно-кольцевых хронологий но внутривидовому разнообразию ели указывает на довольно большое количество циклов различной длительности. Кривые спектральной плотности имеют много общего. В тоже время, длительность коротких циклов в диапазоне до 11 лет имеет существенные различия но каждому биотопу.

Ухудшение жизненного состояния подроста и второго яруса ели в высокополнот-ных древостоях отмечается с 60-70 лет. Световая хвоя в верхней части сохраняется у отдельных особей. Продолжительность жизни хвои уменьшается с 11-14 до 5-9 лег. Основная часть (60-70%) подроста со 110-130 лег утрачивает жизнеспособность.

Внутривидовой полиморфизм ели (Picea abies (L) Karst) характеризуется разнообразием гео1рафических и морфологических форм, различающиеся по характеру сучьев и ветвей, но окраске молодых женских шишечек, по форме чешуй, строению и окраске коры, о чём ещё отмечали М.К. Турский (1935), Н.С. Нестеров (1956), A.B. Альбен-ский, (1959). Многообразие форм может использоваться при выполнении различных мероприятий для повышения продуктивности лесов.

Необходимость изучения внутривидовой изменчивости древесных пород, их эко-лого-биологических особенностей и выделения хозяйственно ценных форм отмечена в работах Л.И. Колесникова (1929), В.Н. Сукачёва (1972), 11.Ф. Правдина (1975) и многих других исследователей. Для многих регионов выявлено большое разнообразие форм ели, их лесоводственно-биологические и хозяйственные особенности. Вместе с этим сведения носят противоречивый характер и без специальных региональных исследований не MoiyT переноситься в другие решоны.

В ходе исследования установлено, что еловые древостой по характеру строения коры на стадии молодняка имеют преимущественно гладкокорую форму (50%). В дальнейшем происходит трансформация в другие типы. В средневозрастных древостоях количество стволов с гладкой корой уменьшилось на 35%. Представительство чешуйчато-корых форм увеличилось на 5%, пластинчатокорых на 20% и появился продольногре-щиноватый тин коры. В приспевающей группе замегно увеличение стволов с продоль-нотрещиноватым типом коры, а именно на 7%. В спелом древостое, наблюдается некоторое увеличение числа стволов с пластинчатой корой.

По типу ветвления в черничных и кисличных лесорастительных условиях установлено наличие грех форм ели. Исследования показали, что в молодняках большинство особей имеет плоский тип нетления (42%). В средневозрастных преобладает гребенчатый (54%), а щетковидный тип - в приспевающих(44%) и спелых (51 %) насаждениях.

Средний диамегр у ели с гладкой корой меньше, чем у других форм. Далее в порядке увеличения по характеру строения коры следуют деревья с чешуйчатой, пластинчатой и продольнотрещиноватой корой. Более высокие показатели в отношении средней высоты имеет ель с пластинчатой и продольнотрещиноватой корой. Максимальная высота выявлена у ели с продольнотрещиноватой формой коры щётковидного типа ветвления. Эти формы имеют превосходство на всех стадиях онтогенеза древостоев.

Трансформация экологических и лесорастительных условий в отношении снегонакопления и промерзания почв указывает, что эти показатели являются взаимосвязанными между собой и зависят от негодных условий. Снежный покров в 30 см и

выше защищает от обмерзания и вымерзания всходы, самосев и мелкий подрост ели, которые являются наиболее чувствительными к экстремальным температурам. Неоднократное промерзание и оттаивание почв в лесу, особенно на сплошных вырубках, в течение зимнего периода приводят к вылреванию, выжиманию всходов и самосева ели.

Температурный режим, являясь важным экологическим фактором от которого зависит фотосинтез, дыхание, рост растений, транспирация, минеральное и водное питание (Шенников, 1950; Молчанов, 1983), связан с особенностями окружающей среды. На сплошных вырубках за счёт прямого поступления солнечной радиации на дневную поверхность прогревание почвы до физиологически эффективной температуры плюс 5-6°С отмечается раньше, чем в естественных и пройденных рубками насаждениях.

Накопление суммы положительных температур вызывает постепенную активизацию вегетации ели. В середине мая (12.05.02) отмечено распускание хвои отдельных ветвей в верхней части кроны. Через 6 дней (18.05.02) у таких особей распустились верхушечные почки центрального побега. Процесс распускания верхушечных почек резко приостановился вследствие похолодания до отрицательных температур в период с 19 по 25 мая. Активизация роста отмечена только с 30 мая после резкого повышения температуры. Вегетационный период длится 138-165 дней, что вполне достаточно для успешного роста лесообразующих пород в таёжной зоне.

Повреждаемость почв, сохранение лесной среды оценивались при разработке лесосек традиционной лесозаготовительной техникой, отечественными и зарубежными агрегатными машинами (таблица 3). Общеизвестно, что разрушение почвенного покрова при неорганизованной технологии происходит, преимущественно, на всей площади лесосек. В нормативных документах (Наставление.., 1994; Правила заготовки.., 2011; Правила ухода.., 2011) особое внимание уделяется соблюдению параметров категорий площади лесосек по видам лесопользования, системам и способам рубок.

Таблица 3 - Данные по размерам (ширине, м) категорий площади лесосек (средние данные по сплошным рубкам - 48 лесосек, по выборочным формам рубок - 53 лесосеки)

Виды рубок Средние значения (М ± ш) по категориям площади лесосек (лиственные / лиственно-еловые насаждения)

дороги верхний склад волоки пасеки пасеки с лесной средой

объездные магистральные пасечные

Сплошные рубки отечественная техника-комплекс машин (Р = 1,3-10,2%)

б.6±0.65 47.6+0.91 10.2±0.40 15.0+1.53 6.1+0.20 14.8±0.19 8.7+0.29

8,3+0,67 53,7+4,66 8,3±0,42 - 5,8+0,45 15,2±0.66 9,1+0,42

Постепенные рубки Хлыстовая заготовка (Р = 5,8 - 9,7%)

6.7+0.86 6,9+0,74 5.3+0.42 5,4+0,36

зарубежная техника-комплекс (харвестер и форвардер) машин (Р = 1,8-4.4%)

5.7+0.25 4.7+0.09 17.2+0.42 12.5+0.30

5,7±0,25 4,7+0,09 17,2+0,42 12.5+0.30

звено вальщиков и форвард ер (Р = 2,3-3,9%)

5.6+0.22 4.5±0.10 29.6±0.83 25.1+0.75

5,6±0,22 4,5+0,10 29,6±0,83 25,1 ±0,75

Примечание: М ± m - среднее значение и ошибка среднего, м; Р - точность опыта. %

Трелёвка пачек деревьев с кронами приводит к расширению технологических ко-

ридоров. Валочно-пакетирующие машины разрабатывают волок и обе полупасеки за один приём. Недостатком в их работе является образование при рубке и формировании пачек деревьев «карманов» диаметром 7,6 м из-за поворота платформы "с манипулятором на 360 . При многократных проходах трелёвочных машин коридоры расширяются до 6-9 м. В итоге на эту категорию приходится 36-56% от площади лесосеки.

Обеспечение требуемых параметров волоков при хлыстовой заготовке древесины соблюдается в том случае, когда при их разрубке по краям, в пределах требуемой ширины, оставляются «отбойные» деревья, вырубаемые после освоения полупасек. Ширина технологических коридоров с сортиментной заготовкой древесины (харвесгер и форвар-дер) составила 4-5 м. Разработка лесосек звеном вальщиков с использованием форвар-дера позволяет осуществлять разработку с шириной технологических коридоров в пределах 3,8-4,2 м. При всех технологических процессах заготовки древесины важна качественная инженерная подготовка лесосеки:

При работе агрегатных машин ширина пасек ограничивается вылетом стрелы с режущим аппаратом. Её вылет у ЛП-19А достигает 8,5 м. Из-за габаритов режущего аппарата захват деревьев, их сниливание возможно лишь на расстоянии до 8,0 м, что ограничивает ширину пасек до 16 м.

Харвестеры, закупаемые в скандинавских странах, имеют вылет стрелы в пределах 9,5-11,5 м. Непрямолинейность прокладки технологических коридоров позволяет сохранить или вырубить любое дерево на лесосеке, уменьшить количество отбираемых деревьев до 6-10%, а соответственно и площадь сплошной рубки. Оптимальной шириной пасеки является среднее расстояние равное 20 м.

При выполнении операций по заготовке сортиментов звеном вальщиков, ширина пасек может увеличиваться до 30 м, если при сборе древесины используется форвардер с вылетом стрелы не менее 8,5 м. При разделке хлыстов в комлевой части вальщиком делается несплошной рез, позволяющий подтаскивать к волоку спаренные сортименты манипулятором. С меньшим вылетом стрелы захватывающего устройства (6-8 м), параметры пасек должны оставаться в пределах 20 м. "

Механические воздействия на почву, независимо от применяемой техники, имеют общие черты по категориям площади лесосек и сезона лесоразработок. Степень повреждаемости почв распределяется по мере уменьшения в следующем порядке: места складирования, обработки и отфузки древесины; магистральные, объездные, пасечные волоки. При зимней заготовке, в отличие от летней, меньше площадь, характеризующаяся первой и второй степенью нарушения почвы.

Наибольшее повреждение почв происходит при трелёвке пачек деревьев с кронами в местах обработки древесины на пофузочных пунктах, включая зону безопасности. Высока повреждаемость почвенного покрова на всём протяжении магистральных и части пасечных волоков. На этих категориях сплошное повреждение, вплоть до перемешивания подзолистого (глеевого) горизонта и его выноса на дневную поверхность (первая степень повреждения), зафиксировано в среднем на 48% от занимаемой ими площади. Частичное повреждение почв (вторая степень) и сохранение напочвенного покрова (третья степень) составило при разработке лесосек в летнее и зимнее время 32 и 20%.

Из оценки повреждения почв и сохранения лесной среды следует, что хлыстовая (валка деревьев - бензиномоторные пилы, трелевка хлыстов - -фактора с тросово-чокер-

ной оснасткой) и сортиментная (харвестер и форвардер, звено вальщиков и форвардер) заготовка древесины обеспечивают при выборочных формах рубок выполнение лесо-водственных требований. Трелёвка пачек деревьев с кронами (валочно-пакетирующая, трелёвочная, сучкорезная машины) применима только при сплошных рубках.

Динамика живого напочвенного покрова, являющаяся одним из индикаторов типа лесорастительных условий и состояния лесной экосистемы (Сукачев, 1964), связана с интенсивностью рубок и степенью повреждаемости почв. На участках со сплошным нарушением верхнего слоя почвы (первая степень) в течение первых 2-3 лет происходит единичное заселение преимущественно злаковых растений. После 6-8 - летнего периода проективное покрытие не превышает 30-40% на участках первой степени и 60-70% на участках второй степени повреждения почв. В пониженных элементах микрорельефа, по тальвегам, увеличивается обилие гигрофильной растительности.

Характерные для коренных еловых, производных елово-лиственных и лиственных насаждений доминантные виды травяно-кустарничковой и моховой растительности, такие как кислица (Oxalis acetosella), черника (Vaccinium myrtillus), майник двулистный (Majanthemum bifolium), щитовник остистый (Dryopteris spinulosa), грутпанка круглолистная (Pirola rotundrfolrd), плеврозиум Шребери (Pleurozium Schreberi), гило-комиум (Hylocomium prolieferum), дикранум (Dicranum undulatum), климаций древовидный (Climacium dendroides) и другие уступают своё господство. То есть, на данной категории площади лесосек уменьшается ценотическая роль типичных теневыносливых (таежных) видов, развивающихся под пологом сомкнутого древостоя. На их месте появляются светолюбивые растения, характерные для вырубок, гарей, изреженных древостоев. Это такие виды, как вейник наземный (Calamagrostis epigeios), ланцетолистный (Calamagrostis lanceolaia), кипрей (Chamaenerium angustifolium), горошек лесной (Vicia silvatica), перловник поникпшй (Melica nutans) и другие виды.

Травяно-кустарничковый ярус составляют виды разных жизненных форм: кустарнички, длинно- и короткокорневшцные, кистекорневые, дерновинные и столонообразу-ющие травы. Среди них представлены летнезеленые, зимнезеленые и вечнозеленые виды. Период наиболее интенсивного роста у всех изученных видов приходится на май -первую половину июня, что согласуется с данными других авторов (Серебряков, 1947; Солнцева, 1982). Окончание роста надземных побегов майника, седмичника и голокуч-ника происходит в начале июня; черники, костяники, звездчатки ланцетолистной - в конце июня; ожики волосистой, хвоща лесного - в июле; вейника наземного - в августе.

Видовой состав по объектам представлен следующим образом: лесосеки после постепенных рубок в берёзовых насаждениях без значимого нарушения наземного покрова - 43 вида, с незначительным нарушением наземного покрова - 49 видов. По крупным систематическим категориям флора объектов включает: хвощевидные - 3 вида (более 3%), голосеменные - 3 вида (более 3%), папоротниковидные - 7 видов (8%), цветковые - 74 вида (более 85%). В целом на рассматриваемых территориях выявлено 33 семейства, в состав которых входит 61 род или 87 видов растений. Лидирующее положение занимают 5 семейств: щитовниковые - 4 вида, грушанковые - 5 видов, норичниковые - 5 видов, злаки - 8 видов и астровые - 8 видов.

В рассматриваемых фитоценозах обнаружены достаточно редкие виды: щитовник мужской, колокольчик жестковолосистый, горошек лесной, пальчатокоренник Фукса,

пальчагокоренник пятнистый, одноцветка одноцветковая, медуница неясная. Все эти виды требуют контроля. Также выявлен краснокнижный вид - бутень клубненосный. гЛ-и данные позволяют судигь о необходимости и целесообразности проведения выборочных рубок, которые являются щадящими в отношении сохранения лесной среды.

ГЛАВА 5 СИСТЕМА ЛЕСОВОДСТВЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕЛЬНИКОВ ;

В разделе о системах, видах рубок при заготовке древесины указывается на то, что назначение того или иного вида сырьевого лесопользования должно сопровождаться применением разных методов, способов и интенсивности рубки, что позволяет наиболее целенаправленно характеризовать вид рубки, в том числе для принятой их терминологии. Устойчивое, рациональное и неистощительное лесопользование ориентировано на то, чтобы системы рубок и технологии лесосечных работ учитывали особенности природы лесов, не причиняли значительного ущерба их средообразующей роли,, а также обеспечивали успешное лесовосстановление. Для каждого вида обосновывается метод и способ рубки с учётом возрастного строения древостоев.

Повреждаемость и жизненное состояние лиственного древостоя после рубок оценивалось на объектах сплошных (СПР), длительно-постепенных (ДПР) и равномер-но-ностеиенных (РИР) рубок. Повторные лесоучётные работы на вырубках после СПР с предварительным возобновлением выполнены через 6 и 11 лет с определением года отпада деревьев дендрохронологическими методами (Шиятов и др., 2000). Через 6 лет зарегистрирован интенсивный отпад сохраняемых для отенения елового подроста деревьев лиственных пород диаметром до 12 см, который в среднем по 4 ПП составил 57%. Основным фактором отпада берёзы явился снеголом, реже ветровал. Отпад осины обусловлен ветровалом в летнее время. Сохранившиеся деревья лиственных пород характеризовались искривлением стволов дугообразной формы (60-70%). Через 11 лет основная часть деревьев погибает. Однако их оставление диаметром до 12-14 см оправдано с позиций опенения подроста, поддержания лесной среды на лесосеках, предотвращения обильного зарастания вырубок травяно-кустарниковой растительностью, что положительно отражается на последующем лесовозобновительном процессе.

При производстве постепенных рубок (РПР и ДПР) также происходит в той или иной степени повреждение компонентов древостоя. Технологический процесс лесоразработок отслеживался в двух вариантах - хлыстовая и сортиментная заготовка древесины. После ДПР у сохраняемой части лиственного яруса наиболее распространёнными являются следующие виды повреждений: ошмыг кроны, механические повреждения ствола и корневых лап, уничтожение вместе с корнями или со сломом ствола, обломом вершины у тонкомерной части древостоя. Повреждаемость составляла от 8 до 24%.

В целом, технология с хлыстовой, а также с сортимёнтной заготовкой древесины звеном вальщиков и комплексом агрегатных машин обеспечивает высокое качество лесосечных работ. Соблюдение лесоводственных требований по сохранению части господствующего древесного яруса и подроста не связано с техническими возможностями машин и механизмов, а всецело зависит от исполнителей - их опыта и навыков по производству выборочных форм рубок.

Сохраняемая после лесосечных работ часть древостоя претерпевает изменения. С

течением времени уменьшается количество здоровых деревьев как минимум на 20-30%. Увеличивается количество повреждённых деревьев со сломом ствола, обломом вершин. На стволах берёзы и частично осины происходит (с усилением через 3-4 года) прорастание меристемных почек, появляются трещины от раскачивания и сильного изгиба стволов, что ускоряет процесс их заражения энтомофитовредителями. У сохранившейся берёзы к последующим лесоучётным работам, прежде всего, на объектах интенсивных рубок до 60-80% деревьев имеют дугообразную и «саблевидную» форму ствола. Ожеледь и налипание снега приводят к приземлению вершин тонкомерных деревьев.

Повреждаемость компонентов древостоя при производстве РПР по спектру видов сравнима с ДПР. В тоже время, степень повреждения меньше и при хлыстовой, и при сортиментной заготовке древесины. Сохранение исходного жизненного состояния господствующего яруса связано с более низкой интенсивностью и методом рубки. После первого приема лесосечных работ остается преимущественно средняя, а не тонкомерная часть лиственных пород, которая при ДПР повреждается чаще.

В целом, верховой метод отбора деревьев в рубку приводит к ослаблению устойчивости господствующего и согосподствующего ярусов. Естественный отпад лиственных пород достигает 48% по числу стволов и до 59% по запасу. Основная часть отпада приходится на первые 3 года после рубки.

Строение и рост лиственного древостоя после рубок согласуется с жизненным состоянием и отпадом деревьев. Высокая устойчивость древостоя после рубок обеспечивается при сохранении полноты лиственного яруса в пределах 0,5-0,6 (таблица 4). Таблица 4 - Фрагмент анализа роста древостоя

№ Состав (1), полнота (2) древостоя, интенсивность (%) рубки (3) и отпада (4) Среднегодовой (за 4-13 лет) прирост после рубки (1) и его доля (%) от прироста до рубки (2)

ПП 7.", 0,01 м г", 0,1 см гм, и'/та

1 2 з 4 1 | 2 1 2 1 2

длительно-постепенные рубки

30 7БЗОс+Е ед. Ол 0,30 72 2 16 41 1,2 42 2,9 52

34 6Б40с ед. Ол 0,36 76 3 4 15 0,2 6 1,2 22

33 8Б2Е 0,42 34 17 12 48 1,5 56 0,8 17

36 7БЗЕ+Ос ед. Ив 0,52 59 8 9 49 0,3 11 1,0 27

32 9Б1Е 0.55 47 12 8 33 0,5 21 0,6 21

равномерно-постепенные рубки

50 9БЮс ед. Е 0,35 67 9 16 73 1,2 71 2,7 66

46 8Б10с1Е 0,36 70 2 14 71 1,1 83 3,0 79

52 8Б20с ед. Ол, Е 0,48 55 3 14 78 1,3 89 4,2 82

45 9Б1Еед. Ол 0,51 51 И 25 96 4,0 108 3,8 82

48 90с1Б 0,53 41 3 8 61 1,8 68 1.5 34

Анализ роста древостоя по лиственным породам свидетельствует в отдельных случаях о снижении энергии роста и после РПР. Однако различия в показателях по сравнению с объектами ДПР малосущественны и по своим значениям близки к приростам до рубки, а в отдельных случаях превышают их, несмотря на то, что на адолес-центной стадии онтогенеза среднегодовые величины прироста с возрастом снижаются.

К следующему приёму ДПР в лиственном ярусе формируется преимущественно балансовая древесина, что существенно снижает привлекательность проведения завершающего приёма рубок. Целесообразны ДПР в насаждениях с низкой товарной струк-

турой древостоя, но с высоким жизненным состоянием елового ценоэлемента.

Накопление запаса к последующим приёмам РПР за 5-8-летний период после первого приёма рубок достигает как минимум 20-40 м3/га. При этом с единицы площади увеличивается, как минимум, на 10% выход крупномерной древесины.

Формирование товарной структуры древостоев после рубок оценивалось по 120 модельным деревьям при разных видах рубок (таблица 5). Рассматривая товарную структуру еловых насаждений, нами установлено, что наибольший выход деловой древесины зафиксирован при производстве ДПР. Количество крупномерных деревьев возрастает прямо пропорционально с интенсивностью изреживания березового яруса древостоя. При этом запас ели при количестве 300 экз./га оставляемой на доращивание березы на 24% и 57% выше, чем в вариантах с 375 экз./га и 450 экз./га соответственно. Следует отметить, что выход средних деловых сортиментов после первого приема рубок увеличился в 3,1 (РПР) и 3,7 (ДПР) раза. Доля мелкой деловой древесины ели уменьшилась в 1,6 и 1,9 раза соответственно.

Таблица 5 — Фрагмент товарной структуры древостоев после рубок

Способ (вид) рубки (1), элемент леса (2) Выход сортиментов по классам крупности, %

деловая дрова ликвид отходы

1 2 крупная средняя мелкая итого

Сплошная рубка с Б 6 63 8 77 13 90 10

предварительным Ос 22 43 11 76 15 91 9

возобновлением Е 2 41 39 82 8 90 10

Всего 10 49 19 78 12 90 10

Длительно-постепенная Б 6 59 12 77 14 91 9

рубка Ос 22 40 14 76 15 91 9

Е 2 76 13 91 5 96 4

Всего 10 58 13 81 11 92 8

Равномерно-постепенная Б 19 65 4 88 7 95 5

рубка Ос 28 40 8 76 15 91 9

Е 2 68 21 91 6 97 3

Всего 16 58 11 85 11 96 4

Наибольший выход ликвидной древесины по березе получен для объектов после длительно-постепенных рубок (81%). Однако здесь велика доля дровяной древесины (15%). Количество крупномерных деревьев возрастает только на объектах равномерно-постепенных рубок. При этом доля мелкой товарной древесины уменьшилась на 14%. В связи с высокой интенсивностью длительно-постепенных рубок выход деловой древесины от оставляемой доли стволов на дальнейшее лесовыращивание уменьшился на 4%.

Выход ликвидной древесины после двухприемных выборочных рубок, в сравнении со сплошными, увеличился на 3% (ДПР) и 7% (РПР). При этом доля крупномерной древесины возросла на 13% только на объектах после равномерно-постепенных рубок. Повысился выход средней деловой древесины, как по ели, так и по березе.

Применение РПР при освоении вторичных лиственных насаждений является эффективным видом лесопользования, позволяющим рационально осваивать лесосечный фонд. РПР положительно влияют как на лесоводственно-таксационные показатели древостоя, так и на товарную структуру формирующихся после рубки насаждений.

Преимуществом использования естественного возобновления в деле восстановления ельников является сокращение срока выращивания древесины, а вместе с тем и обо-

рота хозяйства на 30-40 лет. При среднегодовом приросте запаса в 2-4 м3/га возможно получение, как минимум, 60-120 м3/га дополнительной древесины.

Доращивание березы, на крупномерную древесину обосновано тем, что стабильность спроса на фанерный кряж и пиловочник, достаточно высокая их цена, сравнимая в отдельные годы с хвойной древесиной, требует рационального подхода к использованию лесосечного фонда но берёзовым насаждениям. В этом плане важно решение не только восстановления коренных ельников, но и одновременное доращивание березы на фанерный кряж и пиловочник.

По результатам исследования выявлено, что для этой цели пригодны средневозрастные, приспевающие и ранней стадии спелости березняки семенного происхождения. Деревья берёзы должны иметь компактную крону протяжённостью до '/3 от высоты ствола, характеризоваться прямоствольностью, хорошей очищаемостью стволов от сучьев и отсутствием пороков. Производительность насаждений должна находиться преимущественно в пределах Г-Н классов бонитета при запасе древостоя на стадии приспе-вания и ранней стадии спелости свыше 220-250 м'А-а.

На основании оценки заложенных опытных вариантов по доращиванию берёзы выявлена целесообразность применения комбинированного метода отбора деревьев в рубку. На стадии приспевания и ранней стадии спелости для доращивания должны быть сохранены деревья в пределах 16-24-сантиметровых ступеней толщины. Связано это с тем, что тонкомерные экземпляры к следующему приёму рубок не достигнут крупных габаритов, а деревья диаметром 25 см и более уже имеют высокую товарную ценность.

Количество сохраняемых на доращивание деревьев березы должно быть в пределах 300-500 экзУга. При меньшем их количестве из-за их раскачивания ветром повреждаются корневые системы, что приводит к снижению энергии роста древостоя. Связано это с тем, что на восстановление физиологически активных корневых окончаний тратится питательных веществ больше, чем на образование радиального прироста (Лир и др., 1974; Полевой, 1989). Аналогичная ситуация по снижению энергии роста из-за внутривидовой конкуренции возникает при увеличении количества деревьев в древостое более 500-экзУга. Как правило, средний диаметр при указанных параметрах (16-24 см) сохраняемых деревьев находится в пределах 20 см.

В 30-35 - летнем возрасте, исходя из расчета грех повторностей рубок, после первого приема подлежит сохранению не менее 600-800 экз./га. На более ранней стадии онтогенеза проведение первого приёма рубок, обеспечивающее восстановление ельников и одновременное доращивание берёзы на фанерный кряж и пиловочник, не окупается.

Лесохозяйственные мероприятия по предотвращению вегетативного возобновления осины обусловлены тем, что возобновление лесосек осуществляется корнеотпрысковым потомством осины. На волоках, погрузочных пунктах нами фиксировалось до 80-150 тыс. экз./га. Решить задачу по стабилизации и улучшению структуры лесного фонда возможно только мероприятиями, направленными на снижение способности лиственных пород к вегетативному размножению.

На 95% площади вырубок осина возобновляется вегетативным путём (Мартынов и др., 1998). Применение химических средств но борьбе с сорной травяной и нежелательной древесной растительностью допускается «в исключительных случаях с учетом охраны окружающей среды» (Правила ухода.., 2007; Список пестицидов.., 2010).

Исследованиями выявлена высокая эффективность инъекции (по 1 см3 в каждое поранение через 20-25 см по периметру диаметра) раундапа в стволовую древесину в сравнении с окольцовыванием стволов. При летнем внесении (июнь-июль) через 25-35 дней нами фиксировалось опадение листвы и частичное усыхание крон. На следующий год, независимо от срока обработки, отмирают кроны у 90-95% деревьев. При поздних сроках обработки (сентябрь-октябрь) действие препарата проявляется в следующем году. Не рекомендуется по технике безопасности оставлять обработанные деревья осины на корню более двух лет, а березы и ольхи - более девяти месяцев (Мартынов и др., 1996, 2008; Емельянова, Прокопович, 1999; Дружинин и др., 2001).

Для окольцовывания деревьев нами разработано руководство с использованием бензиномоторных пил. Работа может осуществляться со специальным (ограничительная скоба) приспособлением. Такая оснастка автоматически обеспечивает глубину пропила в 2-3 см. Использование харвестера для кольцевания стволов осины выявило полную непригодность его применения. Конструкторская разработка исключает плотный охват элипсного с наличием углублений ствола, что приводит к сохранению отдельных полос камбиального слоя. Увеличение нагрузки на обжим, многократность поступательного движения по стволу приводит к поломкам режущих ножей, вибрации и поломке самой машины. В целом результаты использования харвестера для окольцовывания осины, выполненные на 12 стволах, дали отрицательные результаты. При повторных учётах полное прекращение жизни зафиксировано только у 4 экземпляров.

Таким образом, для ослабления вегетативного возобновления малоценных пород на лесосеках целесообразно оставление на корню, прежде всего, фаутной осины с её окольцовыванием двойным пропилом по периметру ствола на глубину до 2-3 см или инъекцией раундапа в стволовую древесину и пни. Данное мероприятие позволяет резко сократить повреждаемость подпологовой ели при валке осины.

Повреждаемость подпологовой ели после рубок при комбинированном методе отбора существенно отличается от верхового метода (таблица 6). При значимо меньшем количестве отпада деревьев общим является лишь повышенная его интенсивность в первые 1-2 года после лесосечных работ из-за гибели части поврежденных особей в технологической зоне пасек. В дальнейшем на протяжении 8-летних наблюдений из состава выпадали лишь единичные ослабленные деревья. При этом ветровал отсутствует. Таблица 6 - Повреждаемость древостоя и Высокая устойчивость дре-

подроста (данные по 9 ПП) востоя после РПР обеспечивается

при сохранении полноты лиственного яруса древостоя не менее 0,50,6. Для жизнеспособного хвойного ценоэлемента леса этот показатель не имеет существенного значения. Ель успешно адаптируется к изменившимся условиям среды. У неё повышается в разной степени (в зависимости от исходного жизненного состояния и возраста) энергия роста.

Основные виды повреждений Повр< » яедаемостъ (%) второго зуса и подроста ели

6 м подрост. м

и> 0,5-1,5 1,6-6,0 всего

1. Неповреждённые деревья 86,7 78,5 84,9 81,7

2. Погибшие при рубке: 2,8 4,2 6,4 5,3

- перелом ствола с кроной 0,4 0,8 2,2 1,5

- вывал дерева 2,4 3,4 4,2 3,8

3. Повреждённые деревья: 10,5 17,3 9,7 13,5

- о шмыг коры и кроны 6,4 16,8 6,0 11,4

- поранения древесины 1,8 - 0.6 0,3

- поранения корневых лап 0,2 0,1 0,9 0,5

- разрыв корней 2,1 0,4 2,2 1,3

Повреждаемость подпологовой ели (подрост, второй ярус) при производстве РПР по спектру типов повреждений сравнима с вариантами после ДПР. В тоже время, степень повреждаемости меньше как при хлыстовой, гак и при соргиментной заготовке древесины.

Сохранность и жизненное состояние подроста и деревьев второго яруса ели после рубок рассматривались на постоянных ПП после сплошных и выборочных форм рубок. Перечет осуществлялся но высотной градации в пределах 0,1-4,0 м, а свыше 4м-по ступеням толщины. Сохранность подроста на вырубках, в первую очередь, зависит от его высотной градации и характеризуется аналогично с деревьями второго яруса локализацией. В непосредственной близости к волоку, платформой машины Л11-19А у подроста высотой до 1,5 м повреждается верхушечная почка. Деревья свыше 3,0 м уничтожаются полностью вследствие вывала с корнем или сломом стволика. При меньшей высоте (2-3 м) происходит облом вершинки.

Высокая устойчивость древостоя после РПР обеспечивается при сохранении полноты лиственного яруса древостоя в пределах 0,5-0,6. Для хвойного ценоэлемента леса этот показатель не имеет существенного значения. В рамках рассматриваемых вариантов (РПР и ДПР) ель успешно адаптируется к изменившимся условиям среды, повышая в разной степени, исходя из жизненного состояния и возраста, энергию роста.

Формирование, рост и строение елового древостоя после сплошных и выборочных форм рубок. Энергия роста у сохранённого подроста и деревьев второго яруса связана, прежде всего, с их исходным жизненным состоянием и высотно-возрастным строением. У деревьев второго яруса с возрастом свыше 70-90 лет отмечается наиболее длительный период адаптации к изменившимся условиям среды (3-8 лет). У здоровых особей с пирамидальной кроной и текущим приростом в высоту до рубки не менее 10-15 см адаптационный период составлял 1-2 года.

За 11-летний период после того, как из состава выпала угнетённая, ослабленная, повреждённая ель, атакже доминирующая часть особей с возрастом более 100-130 лет, в сохранившейся растущей совокупности деревьев прослеживается зависимость их высоты (г = 0,93) и диаметра (г = 0,91) от возраста. Уравнения регрессионной связи между ними отражаются различными криволинейными функциями, а между диаметром и высотой - прямолинейной (таблица 7).

Таблица 7 - Зависимость таксационных показателей подроста и второго яруса ели

Сравниваемые таксационные показатели (х-у) Теснота связи Уравнение связи

г в а Ь с (1

1. Д;см-Н, м 0,95 1,78 -0,28 1,07 у = а+Ьх

2. А, лет - Н, м 0,93 2,10 19,24 24,89 0,04 у = а/1+Ье""1

3. А, лет-Д, см 0,91 2,09 16,48 21,85 0,05 у = а/1+Ье"™

4. Н,м-2\см 0,91 0,44 0,94 -0,41 у = 1/а+Ыпх

5. Н, м - 7?, см 0,61 1,01

6. Д, см - 2?, см 0,87 0,48 0,29 0,17 -0,33 0,04 у = а+Ьх/Нсх+(1х2

7. Д, см - 7?, см 0,59 1,02

5. А, лет - 7^, см 0,87 0,55 0,09 0,03 -0,05 0,01 у = а+Ьх/1+сх+с1х2

9. А, лет - 7?, см 0,61 1,00

10.7?, см - ¿>, см 0,78 0,65

г - коэффициент корреляции; б - средн еквадрати ческое отклонение; а, Ь, с, с1 -коэффициенты

С этими же показателями (высота, диаметр, возраст) связана и последующая энергия роста ели. Между высотой подроста, деревьями второго яруса и приростом в высоту (2 , см) после рубок прослеживается тссная связь при возрасте до 60-65 лет (г = 0,91). Слабая связь (г = 0,41) в старшем возрасте обусловлена, на наш взгляд, индивидуальными особенностями биотопа и внутрипопуляционной изменчивостью ели (Мамаев, 1972). Вместе с этим прирост в высоту тесно связан с возрастом (г = 0,87).

Значимо меньше теснота связи (г = 0,59-0,61) прироста по диаметру с основными таксационными значениями (возраст, высота, диаметр). Поэтому прирост в высоту является наиболее надёжным критерием в оценке лесоводственной эффективности сплошных рубок с сохранением подроста. На вырубках успешность формирования тёмно-хвойных формаций обеспечивается, когда у доминирующей части сохранённого подроста возраст не превышает 50-60 лет, а высота - не более 5 м. При более высоких параметрах целесообразно сохранение лиственных пород диаметром до 12-14 см.

Сохраняемая при выборочных формах рубок подпологовая ель активно реагирует на изреживание господствующего яруса древостоя. Наряду с улучшением жизненного состояния, повышаются темпы ее роста в высоту, по диаметру и объёму. Тесн&я связь прослеживается по существу только между основными таксационными величинами -диаметром, высотой, возрастом, а также между приростами в высоту и по диаметру. Отсутствие хорошо выраженной связи (г = 0,20-0,59) по приростам в высоту и по диаметру от возраста и размера (диаметр, высота) деревьев указывает на то, что положительная реакция проявляется у всех деревьев ели.

Комплексные рубки (КМР) не предусмотрены ранее и вновь действующими документами (Правила рубок.., 1994; Правила заготовки.., 2011), что связано с, отсутствием достаточного их научного обоснования и нормативного обеспечения. Опытно-производственные объекты в сложных по породному составу одновозрастных и разновозрастных насаждениях заложены в Вологодском, Белозерском (стационары: «Норобо-во», «Мондома» - Ф.Н. Дружинин) и Сокольском (стационары: «Чекшино» - В.Ф. Крот, «Пелыпма» - Ф.Н. Дружинин) районах. В них, при проведении комплексных рубок, осуществлена полная (или частичная) выборка спелой и перестойной березы, осины и частичная выборка хвойных (сосна, ель) деревьев с возрастом свыше 130 лет, затем выполнен уход за приспевающей, средневозрастной частью древостоя и подростом. На дальнейшее лесовыращивание сохранялось из расчета на 1 га не менее 400-600 деревьев второго яруса, 1,5 тыс. экз./га и более подроста.

На стационаре «Чекшино» (таблица 8) после рубки ель распределилась по 5 группам высот, через 7 лет их количество почти удвоилось (8 групп). Такое распределение в большей степени характерно для I и II вариантов с сохранением подроста в количестве 1,5 и 3,0 тыс. экз./га. При густоте подроста в 4,5 и 6,0 тыс. экз./га проявлялось, в определенной степени, отрицательное взаимовлияние, сдерживающее темпы роста. Процесс дифференциации усилился только после 5-7 лет.

При густоте 1,5 тыс. экз./га ель быстрее, чем в других вариантах, формирует коренной тип леса и отличается более крупными габаритами деревьев и большей продолжительностью увеличения прироста в высоту. Для сравнения в других опытах с количеством 3,0, 4,5 и 6,0 тыс. экз./га средние таксационные показатели древостоя (Д, см и Н, м) ниже. После рубки различия в средней высоте по вариантам опыта не превышали

12%. В варианте с сохранением до 1,5 тыс. экз./га средний диаметр превысил в 2,8 раза вариант 2, а с вариантами 3 и 4 - в 1,8 и в 2,2 раза соответственно. Таблица 8 - Фрагмент динамики таксационных показателей

н 5 в я 3 Годы £ й О я Средние по древостою Количество, экз./га Полнота В н Запас,

в £ ° учета а Состав А, лет Д. см н, м стволов подроста м2/га отн. 33 о и> м3/га

стационар «Чекшино»

1а 1979 0 10Е 35 2,2 1,8 1570 0,6 0,11 V 1

1500 1987 10 10Е ед.Ос 45 7,5 5,8 1520 2500 6,7 0,49 V 26

2006 27 ЮЕ+Ос 62 14.7 15,8 1650 320 29,6 1,00 Ш 234

ш 3000 1979 1987 0 10 10Е ед. Ос 10Е 35 45 0,8 5,7 1,5 5,0 3050 2670 4260 0,2 6,8 0,05 0,55 V V 1 23

2006 27 ЮЕед.Ос,Ив 62 12,4 14,5 2230 431 27,0 1,00 ш 201(6)

Ша 1979 0 10Е 35 1,2 1,7 4260 0,5 0,07 V 1

4500 1987 10 10Е 45 5,2 4,6 4160 2330 8,8 0,74 V 28

2006 27 ЮЕ+Ивед.БОс 62 10,3 12,7 3220 1213 27,9 1,14 IV 183(3)

1Уа 1979 0 10Е 35 1,0 1,6 6040 0,05 0,10 V 1

6000 1987 10 10Е 45 5,6 5,1 5790 1740 14,1 1,11 V 47

2006 27 10Е ед.Ос 62 10,0 12,5 4970 738 39,2 1,61 IV 259(2)

Ук 1979 0 10Б ед. Ос,Ив 45 14,5 16,5 1390 7940 22,8 1,00 И 173

1979 0 10Е 35 1,1 1,7 7940 0,8 0,18 V 4

1987 10 10Е 45 2,9 2,8 7420 520 4,9 0,60 Уа 12

стационар «Но робово»

67 1996 8Б10с1Е 60 16,4 20,5 1160 2500 22,7 0,90 I 202

1996 .. 0 10Е 50 10,0 9,5 905 0,44 1 57

2000 4 10Е 54 10,6 10,0 910 0,44 I 60

2003 7 10Е 57 12,5 12,5 915 0,52 1 92

Последующая динамика роста выглядела следующим образом. Наибольшая величина прироста по диаметру зафиксирована в варианте 2 (3,0 тыс. экз./га), она возросла в 7,1 раза. В других вариантах этот показатель достигал увеличения в 3,4 раза (вариант 1 -1,5 тыс. экз./га), 4,3 и 5,6 раза (варианты 3 и 4 - 4,5 тыс. экз./га и 6,0 тыс. экз./га). К моменту последних лесоучетных работ энергия роста выровнялась и к 2008 году достигла по отношению к 1989 году увеличения в 1,8-2,2 раза. В варианте 2 (3,0 тыс. экз./га) темпы роста характеризовались более высокими показателями (в 2,2 раза).

Среднегодовая величина прироста соответствует 1-11 классам текущего бонитета по сравнению с Ш-1У до рубки. Вместе с этим энергия роста выше в первых двух вариантах (1,5 и 3,0 тыс. экз./га), чем при высокой загущенности (4,5 и 6,0 тыс. экз./га).

КМР, выполняемые в лиственных насаждениях (стационар «Норобово») с подпо-логовой елью жердняковой стадии, также позволяют формировать чистые по составу ельники. При запоздалом приходе с рубками, когда высота елового элемента леса превышает 5-6 м, а возраст более 50-60 лег, отмечается довольно значительный отпад. На жердняковой (виргинильной) стадии онтогенеза и возрасте ели свыше 50 лет адаптационный период достигает 1-3 лет. В последующие годы энергия роста резко возрастает.

На стационаре «Пельшма» древостой характеризовался разновозрастным строением. По ели было выделено три возрастных поколения: первое - 135 лет, второе - 100 лет, третье - 70 лет. У сосны и лиственных пород выделено по два поколения. На формирование древостоя оказали влияние неоднократные лесные пожары.

За 4-летний период после рубок отпад по хвойным породам не носит массового характера и составляет 7% за счёт повреждённых и ослабленных (большинство) деревьев. За истекший период среднегодовой прирост по диаметру составил 0,52 см. Распределение по ПП следующее 1 - 0,38 см; 2 - 0,43 см; 3 - 0,72 см; 4 - 0,58 см.

В итоге критерием при подборе лесосечного фонда и назначения КМР следует считать высокое жизненное состояние ели (прирост в высоту более 10-15 см), сравнительную однородность высотно-возрастного строения, количество подроста-на стадии молодняка не менее 3 тыс. экз./га, в жердняковой стадии - полноту не менее 0,3-0,4.

Таким образом, результаты исследования указывают на высокую лесоводствен-ную эффективность КМР за счет улучшения породного состава, возрастного строения древостоев и резкого повышения производительности насаждений. Дополнительный прирост древесины составил не менее 1,5-2,0 м3/га.

КМР должны относиться к рубкам ухода. В противном случае необходима хотя бы их дифференциация. Основанием для этого может служить эксплуатационный запас. Если при выполнении лесосечных работ изымается менее 50 м3/га спелой и перестойной древесины - это рубки ухода, а если более 50 м3/га - заготовка древесины.

Реконструкция малоценных насаждений проведена в молодняках, сформировавшихся на месте гари 1972 года, которая возобновилась лиственными породами с преобладанием осины и березы. Примесь хвойных пород незначительна - до 230 экз./га.

Учитывая разнообразие древесных пород, их низкие таксационные показатели, подготовка почвы осуществлялась без разрубки полос под плужные борозды, которая выполнялась по технологии, разработанной ЛенНИИЛХ (Константинов, 1970; Организация.., 1981), с использованием трактора Т-100Б в агрегате с плугом ЛКН-600. Посадка культур проведена трехлетними сеянцами ели с использованием СЛН-2 в двухсекционном варианте в агрегате с трактором Т-100Б.

За счет подготовки почвы и создания культур площадь, занимаемая лиственными породами, уменьшилась на 25-30%. Первоначальное количество посадочных мест достигало 3,5 тыс. экз./га. Приживаемость культур первого года на всех ПП составила около 96%, на третий год - 93%. На начальном этапе после посадки культур уходы включали отаптывание, окашивание вдоль рядов (1986 и 1989 гг.), затем осветление и прореживание древесного яруса в межбороздных пространствах (1998 год).

Нарезка плужных борозд улучшила водный режим почв. ПГВ не выходят на дневную поверхность даже в паводковый период. К началу роста древесной растительности (май) корнеобитаемый слой почвы свободен от гравитационной воды, а средневе-гетационный уровень ПГВ в межбороздных пространствах составляет 69-78 см.

Продолжительность вегетационного периода составляет (глубина почвенных горизонтов 10 см и 30 см) 135-172 дня. Лесорастительные (трофность почв, живой напочвенный покров) и экологические условия (водный и температурный режим) способны обеспечить выращивание высокопродуктивных еловых насаждений.

Рубки обновления следует проводить в защитных лесах, где запрещены рубки по заготовке спелой и перестойной древесины. Породный, возрастной состав, жизнеспособность и устойчивость насаждений в этой категории лесов на 40-60% площади не отвечает требованиям функционального назначения. В связи с этим назрела необходимость их освоения посредством рубок обновления, направленных на омоложение воз-

растной структуры, улучшение породного состава древостоев, утративших или утрачивающих свои целевые функции (Побединский, 1993; Санников и др., 1999).

В технологическом процессе лесоразработок предпочтение отдается заготовке древесины сортиментами валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной (харвестер) или звеном вальщиков с последующим сбором сортиментов сортиментовозом (форвар-дер). При хлыстовой заготовке древесины малыми комплексными бригадами целесообразно использовать малогабаритную технику.

В березовых, березово-осиновых насаждениях, при отсутствии или недостаточном количестве жизнеспособного хвойного подроста рекомендуется регулярно-равномерный (регулярно-выборочный), ре1упярно-иолосный способы рубок. Регулярно-выборочный назначается при наличии на 1 га не менее 40-60 экземпляров ели второго яруса с возрастом свыше 35-40 лет и осуществляется за 3 приема посредством комбинированного метода отбора деревьев в рубку. Рубку можно завершать за 2 приема при успешности облесения хвойными породами.

Для усиления возобновительного процесса хвойными породами в 10-15-метровой полосе, примыкающих кулис, где из расчета на 1 га имеется 40-60 экземпляров ели второго яруса, возможна выборка до 30% запаса лиственного элемента леса по комбинированному методу. В этом случае освобождение ели второго яруса от угнетающего влияния лиственного полога будет способствовать усилению плодоношения, а соответственно и облесению хвойными породами.

Полосный способ, заключающийся в сплошной уборке на них лиственных пород, назначается в выделах при отсутствии источников обсеменения. Полосы и кулисы геометрических форм отводятся шириной 50-100 м, длиной 100-200 м, площадью до 1 га. Лесосечные работы выполняются с чересполосно-шахматным примыканием с созданием лесных культур сразу после рубки. Через 5-10 лет после смыкания лесных культур аналогично осваиваются и кулисы.

В лиственных, лиственно-хвойных лесах с наличием требуемого количества хвойного подроста и тонкомера (подрост - свыше 2,5 тыс. экз./га, деревья второго яруса - не менее 600-800 экземпляров) эффективен раулярно-равномерный и регулярно-куртинный способы рубок. С лесоводственно-экологических позиций приоритет должен отдаваться комбинированному методу. Менее сложным но исполнению лесосечных работ является верховой метод отбора с отпускного диаметра.

Фенологическое развитие подпологовой ели отслеживалось при разной для неё поступающей солнечной радиации. На одном из объектов (ПП 1) произрастает чистый по составу еловый молодняк. На объектах 2, 5 и 6 проведены ДПР. В производном еловом насаждении после рубок раннего периода (время рубок не устанавливалось) заложена ПП 3, являющаяся контрольной. Загущенные культуры ели представлены на ПП 4.

Изучение фенологических форм, выделенных по времени начала вегетации, показало, что они имеют свои особенности, как по росту, гак и но развитию. Для определения региональных особенностей роста ели на объектах исследования определялась средняя высота каждой фенологической формы, их количество и наследственность посредством сопоставления данных к первичным лесоучетным работам (таблица 9). Преобладающая часть деревьев относится к промежуточной форме. Быстрорастущей формой является ранораспускающаяся ель, а медленнорастущей - позднораснускающаяся.

Таблица 9 - Фрагмент показателей параметров фенологических форм ели

Формы Годы Показатели (Ы - количество, %, Н - средняя высота, м; С - совпадение форм деревьев с исходными данными, %) по объектам исследования

ели учета ПП 1 ПП 2 ПП 1 ПП 4 ПП 5 ПП 6

N Н С N Н С N Н С N Н С N Н С N Н С

Р 2002 17 1.6 - 22 1,1 - - - - 8 1,2

2011 49 3,5 43 11 2,8 25 22 3,6 32 26 2.5 21 43 11,4 - 46 10.7 _

Пр 2002 56 1.4 - 54 1,4 - - - - 75 1.1 - - - - - _

2011 26 3.2 50 21 1.8 21 57 3,3 48 58 2,0 34 50 10.9 - 45 10,2

П 2002 27 1.2 - 22 1,4 - - - - 17 1.0 - - - - . _ _

2011 25 2,5 37 28 2,3 11 21 2,4 29 16 1,5 31 7 10,5 9 9.3

Примечание: Р - ранораспускающаяся. Пр. - промежуточная. П - позднораспускающаяся

При сопоставлении данных за разные годы, индивидуальность совпадения форм по времени распускания верхушечного побега варьирует от 11% до 78%. Среди фенологических форм промежуточная является непостоянной. В 2002 году ее доля на ПП составила 41%, а в 2006 году сократилась на 10%. Ранораспускающаяся форма ели чаше других повреждается поздними весенними заморозками. Наибольшая устойчивость присуща позднораспускающейся форме.

Сезонная динамика роста подпологовой ели позволила установит!, начальный, активный и завершающий периоды роста в высоту ели по центральному побегу. Начальная стадия с момента трогания в рост верхушечных почек с образованием 5-7% прироста достигала за периоды наблюдений 9-14 дней. Продолжалась эта фаза по объектам наблюдений в 2009 году с 26 мая по 9 июня, а в 2011 году - с 31 мая по 8 июня. Активная фаза роста длится 12-16 дней. Завершающая стадия ростовых процессов растянута по времени. Однако около 70-90% величины прироста в этой стадии приходится на формирование новой верхушечной почки и её осмоление.

В пределах региона начало роста ели колеблется от конца апреля до второй декады июня, а продолжительность роста от 32 до 75 дней. Такая изменчивость начала ростовых процессов и продолжительности роста объясняется характером весны (ранняя, затяжная, поздняя) и погодными условиями вегетационных периодов, о чём отмечается и в литературных источниках (Бабич, Редько, 1994).

Начало роста центральных побегов у ели, исходя из сезонной динамики, происходит не одновременно и растянуто во времени. Фенологические наблюдения показывают, что существуют определенные различия в ростовых процессах, связанные с суммой положительных температур. В 2009 году формирование годичных побегов началось в период с 3-9 июня, а в 2011 году на несколько дней позже (с 8 июня).

Максимальный прирост верхушечных побегов у ели наблюдается в период между 21 июня и 4 июля, когда температура воздуха значительно не изменялась. Именно этот промежуток времени и характеризуется активной фазой роста. В 2011 году эта фаза была более короткой и продолжалась 12-16 дней.

Завершающий этап роста в 2011 году более плавный, чем в 2009 году, что связано с климатическими условиями. В 2009 году все стадии роста четко выражены. Четких переходов между этапами роста в 2011 году не зафиксировано.

По данным наших наблюдений выявлено, что приросты у ели в 2009 году выше, чем в 2011 году. Связано это с тем. что лето было более прохладное и сильных перепа-

дов в температурном режиме не наблюдалось. 2011 год характеризовался более высокими значениями температур. В итоге продолжительность роста ели в высоту, находящейся под пологом древостоя и не испытывающей резкого угнетающего влияния на прогалинах и после изреживания господствующего полога, составила 70-77 дней. Затяжная весна 2009 года привела к замедлению и увеличению времени ростовых процессов.

Семеношение ели после выборочных форм рубок фиксировалось нами на объектах ДПР и РПР при давности лесосечных работ 2 года и более. Установлено, что в качестве источника обсеменения выступает иоднологовая ель с 30-35-летнего возраста, которая освобождена из-под влияния лиственного яруса древостоя. Так, после снятия резкого угнетения подпологовой ели на объекте РПР до 30% деревьев из ступеней толщины до 12 см вступили в фазу семеношения. В ступенях толщины свыше 12 см до 80% и более елей образовали шишки. Всхожесть, определённая после сбора шишек без стратификации семян, составила 37%.

Интенсивность семеношения связана с полнотой сохраняемой части древесного яруса. Закономерность проявляется в том, чем выше полнота, тем меньше деревьев достигших репродуктивной стадии развития. Зависимость, установленная нами в пределах полнот 0,25-0,80, выражается уравнением параболы (у=62,71+330,51-950,32х2+556,64х3).

При РПР, обеспечивающих сопутствующее возобновление, важен индивидуальный уход за деревьями ели потенциально способных к семенной репродукции. Исследованиями выявлена необходимость создания оптимальных условий освещённости посредством удаления деревьев в радиусе до 4 м, затеняющих ель.

Для усиления лесовосстановления на задернелых почвах нами произведена минерализация почвы площадками. В 2004 году от урожая семян 2003 года на этих площадках (80x80 см) повсеместно появилось от нескольких экземпляров до 17 всходов ели. В последующем за 3 - летний период с каждой площадки в среднем отпало по 1 всходу. В общей сложности количество всходов и самосева в результате мер содействия естественному возобновлению составило от 7500 экз./га (сдирание живого напочвенного покрова) до 15000 экз./га (минерализация почвы).

В практике содействия естественному возобновлению под пологом древостоев целесообразно осуществлять полосную (или площадками) минерализацию почвы. Полосная минерализация применима при хлыстовой заготовке древесины по волокам, на погрузочных пунктах в урожайные на семена годы. При сортиментной заготовке древесины замена режущей или захватывающей головок на фрезу позволит минерализовать почву площадками по всей территории лесосеки.

Сдирание и перемешивание подстилки (дернового слоя) рекомендуется проводить в насаждениях при наличии в расчете на 1 га не менее 40-60 экземпляров жизнеспособной ели в возрасте от 30-35 лет и старше. В этом случае минерализация и рыхление почвы положительно отразятся на ходе естественного возобновления.

Лесоводствеино-экономическая эффективность восстановления ельников с использованием естественного возобновления заключается в уменьшении времени оборота рубки, улучшении качества и повышении ценности древостоя, получении дополнительного запаса древесины и общего объема с единицы площади. Исходя из анализа показателей работы лесозаготовительной техники, можно отметить следующее. При выборочных рубках выработка лесозаготовительной техники в сопоставимых усло-

виях на 20% ниже, чем на сплошных рубках. На стадии лесосечных работ, удельный расход материалов, трудозатрат и ГСМ на 1 м1 древесины при выборочных рубках превышает удельные расходы при сплошных рубках.

В условиях рыночной экономики выборочные рубки не могут внедряться в производство без учета экономических требований, позволяющих сделать их (выборочные рубки) эффективными. Рубки рассматриваются в едином комплексе с лесовосстановле-нием, уходами и лесовыращиванием. За основу берется принцип непрерывного и неис-тощительного лесопользования, обеспечивающий повышение эффективности рубок, качество и продуктивность, лесоводственно-экономические факторы будущих лесов.

Оценка экономической эффективности рубок на момент заготовки древесины не в полной мере отражает многие долгосрочные затраты. Так при сплошных рубках достаточно высоки затраты, связанные с очисткой и подготовкой площадей вырубок к искусственному лесовосстановлению и его осуществлению. При выборочных рубках эти затраты у лесозаготовителей существенно меньше. Из анализа влияния плотности лесной транспортной инфраструктуры на экономическую эффективность выборочных рубок следует, что затраты на валку леса, очистку от сучьев и раскряжевку не зависят от этого показателя.

Оценивая экономическую сторону выборочных рубок, чаще приходят к выводу о преимуществе сплошных рубок. Выборочные рубки требуют более высоких эксплуатационных затрат, расходов на лесохозяйственную подготовку к рубке, расширение сети дорог, их эксплуатацию. Однако комплексная экономическая оценка затрат и результатов в более широком диапазоне, включая затраты на лесовосстановление и создание будущего древостоя при сплошных и выборочных рубках, возможность увеличения прироста на остающихся деревьях и предотвращения смены пород, не говоря о защитном (экологическом) значении последних, может быть иной.

Себестоимость заготовки древесины выборочными формами рубок на 16-19% ниже, чем при сплошных. Сортиментная заготовка древесины комплексом агрегатных машин зарубежного производства при освоении лиственных, лиственно-еловых насаждений является менее затратной в сравнении с остальными технологическими процессами. Рентабельность по выборочным формам рубок находится в диапазоне от 85 до 118%. что почти в 7 раз превышает сплошные рубки.

Качественная оценка древесины, формирующейся после рубок, позволила выявить следующее. При уменьшении количества сохраняемых деревьев господствующего древесного яруса обеспечивается увеличение доли бессучковой части на стволах деревьев берёзы после РПР. Зона ствола с сухими сучьями практически отсутствует, крона в большей степени компактная и достаточно развита. В сравнении с РПР при производстве ДПР у сохраняемой части древостоя в отношении суковатости и выделяемых зон стволов показатели по бессучковой зоне, с сухими сучьями, длине кроны значимо ниже. Очищаемость от сучьев среди отдельных экземпляров сильно варьирует (6,5-14,0 м). Зона с сухими сучьями зафиксирована у всех деревьев. Крона однобокая, изрежена.'

Протяженность различных зон ствола у подпологовой ели после постепенных рубок связана, прежде всего, с жизненным состоянием ели, а не с видом рубки. Протяженность ствола с живой кроной по вариантам рубок варьирует от 9,6 м до 12,9 м. Наименьший показатель по этой зоне ствола установлен для ели после длительно-

постепенных рубок высокой интенсивности. При этом доля зоны с сухими сучьями составляет 28% от высоты ствола. Протяженность зоны с сухими сучьями во всех вариантах изменяется в небольших пределах. Достоверность различий по всем показателям доказана.

Увеличение интенсивности рубки отражается на диаметрах сучьев. Максимальное значение определено для подпологовой ели после рубок переформирования (1,2 см). Достоверность различий доказана по всем вариантам (видам) рубок. Связь между диаметром сучьев и высотой их прикрепления оказалась очень высокой (г = от 0,97 до 0,98) и характеризуется параболическим кубическим уравнением.

Процентное содержание поздней древесины оказалось наибольшим (от 16 до 32%) в зоне, сформированной за 9 лет до проведения выборочной рубки во всех представленных вариантах. После выборочной рубки стала формироваться более широкослойная древесина. Во всех рассматриваемых вариантах количество годичных слоев между зоной до и после проведения рубок уменьшилось более чем на 30% Таблица 10 - Статистические показатели Условная плотность древесины ели

условной плотности древесины (г/см3) ели колеблется в пределах 334-375 г/см3. У деревьев, имеющих период первоначального угнетения, высокая плотность внутри ствола характерна для центральной и нри-комлевой частей дерева. Между плотностью древесины всего ствола и на высоте груди существует тесная связь. Плотность древесины на высоте груди выше на 2-3% плотности древесины всего ствола (таблица 10).

Статистическая обработка показала, что среднее значение плотности древесины ели на высоте груди находится в пределах 342-416 г/см3. Значимых различий при этом не выявлено. В начальные годы жизни с возрастом плотность уменьшается, затем в 3040 лет начинает возрастать. Изменчивость чаще умеренная (6-10%) и реже значительная (11-20%). После выборочных форм рубок (период после рубки) плотности древесины уменьшилась от 2,4 до 8,4%.

В результате качественной оценки древесины подпологовой ели установлено, что по всем показателям она отвечает требованиям государственных отраслевых стандартов. После производство выборочных форм рубок из подпологовой ели формируются высококачественные еловые и елово-лиственные древостой.

Оценка селективного метода отбора деревьев в рубку показала, что на стадии подроста доминирующее положение занимают ели с гладкой корой. По типу ветвления лидерами является ель с гребенчатой и щегковидной формой. Ели с плоским типом ветвления доминирует в насаждениях под лиственным пологом, где 1ребенчатые и щет-ковидные формы представлены единичными экземплярами. Более высокие показатели по высоте имеют экземпляры ели с чешуйчатой корой и гребенчатым типом ветвления.

Лесоводственная оценка формового разнообразия деревьев второго яруса ели позволила установить, что наиболее представленными являются чешуйчатокорая и пла-стинчатокорая формы. Средний диаметр деревьев с гладкой корой значимо меньше, чем

Статистические показатели Показатели по датированным десятилетиям

10 20 30 40 50 60

М, г/см-1 358 341 355 368 399 390

М, г/см3 17 11 12 14 21 22

8, г/см'' 58 44 43 47 68 51

С,% 15,8 12,9 12,1 12,8 16,9 13,0

Примечание: М — среднее значение, ш -ошибка среднего значения, 5 - среднеквадра-гическое отклонение, С - точность опыта

у других форм. Более высокие таксационные показатели (диаметр, высота и средний объем ствола) имеют экземпляры ели с пластинчатой и продольнотрещиноватой корой.

Производительность внутривидовых форм березы по характеру строения коры устанавливалась для обоснования ее доращивания на фанерный кряж и крупный пиловочник. Доминирующее положение по количеству стволов занимает грубокорая форма. Среди выделенных нами форм превосходство имеют ромбовиднотрещиноватокорая и грубокорая береза. Гладкокорая ее форма характеризуется более низкими таксационными показателями.

Выделение и оценку хозяйственно-ценных форм ели для реализации на практике селективного метода отбора деревьев в рубку целесообразно проводить для второго яруса ели. Лесоводственная же оценка подроста должна осуществляться на основании его жизненного состояния. При выполнении рубок ухода, а также при заготовке спелой и перестойной древесины целесообразно для дальнейшего лесовыращивания сохранять следующие перспективные в хозяйственном отношении формы:

- лучшими для дальнейшего лесовыращивания следует признать ели, имеющие про-дольнотрещиноватую и пластинчатую кору с гребенчатым типом ветвления;

- в качестве вспомогательных должны сохраняться в ходе лесосечных работ ели с щет-ковидным типом ветвления, независимо от внутривидовой формы коры;

- при прочих равных условиях к категории худших следует приравнивать деревья второго яруса ели с плоским типом ветвления.

- при доращивании березы на фанерный кряж и крупный пиловочник в процессе равномерно-постепенных рубок и рубок переформирования следует сохранять ромбовидно-трешиноватокорую форму.

ГЛАВА 6 ФОРМИРОВАНИЕ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ ЕЛИ ПОСЛЕ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

В последние годы большое внимание уделяется депонированию углерода лесным покровом. Роль лесов в глобальном углеродном балансе, как справедливо утверждает В.А. Усольцев (2001), является экологической загадкой, суть которой состоит в противоречии между результатами прямых изменений и косвенных (модельных) расчетов потоков углерода. Поэтому в настоящее время пока не возможна корректная оценка глобального углеродного бюджета и роль в нём лесного покрова. Однако это не означает, что исследования в этой области бесперспективны.

Морфологические и морфометрические показатели хвои у подпологовой ели исследовались на стационарах «Норобово» и «Чекшино» в березняках черничных. У 7080% подроста и второго яруса ели до рубки в верхней части крон в среднем до 30-40% приходится на световую хвою. Через 3 (стационар «Чекшино» - сплошная рубка лиственного полога) и 4 (стационар «Норобово» - РПР) года после рубки световая хвоя на побегах верхних мутовок доминировала (80-100%). В то же время на контрольном участке усилилось угнетающее влияние лиственного яруса древостоя, вследствие чего увеличилась представленность деревьев ели с теневой хвоей (70-80%). На лесосеках перед выборочными рубками и контроле продолжительность жизни хвои составила 12±2 лет.

Продолжительность жизни хвои при полной уборке лиственного яруса (стационар «Чекшино») сократилась до 8+1 лет за счёт отмирания теневой хвои старшего возраста.

Поэтому вполне целесообразно оставление части лиственных пород для отгенения ели от резкого избытка солнечной радиации.

До рубки на лесосеках РПР световая хвоя продуцировала у крупного подроста до 50-70-летнего возраста в верхней части крон, а у особей старшего возраста - только при их высоте свыше 10-12 м. У ели в возрасте свыше 110-130 лет встречалась единично. По ширине хвоинок не выявлено существенных различий по вариантам рубок. Ширина хвоинок находится в пределах 0,9-1,2 мм (таблица 11).

Таблица 11 - Динамика морфометрических После изреживания лист-

показателей хвои после рубки венного яруса древостоя ассими-

ляционный аппарат развивался с образованием световой хвои. Преимущественное ее образование отразилось на увеличении длины хвои. Об этом свидетельствуют данные по разным частям кроны на всех вариантах наблюдений.

Между продолжительностью жизни хвои и возрастом подроста прослеживается тесная (г = - 0,86) обратная связь, которая выражается уравнением: у = 17 х 0,99х, где у -продолжительность жизни хвои; х - возраст подроста.

Таким образом, жизненное состояние подпологовой ели, её морфологические и морфометрические показатели должны учитываться при назначении лесохозяйственных мероприятий. Данные учёта предопределяют смысл и интенсивность рубки господствующего лиственного яруса древостоя по созданию наиболее благоприятных экологических условий для успешного формирования хвойных насаждений с использованием естественного лесообразовательного процесса.

Надземная фитомасса подпологовой ели выявлялась на объектах с различными видами рубок (таблица 12). Фитомасса хвои через 4 года после рубки, по сравнению с контролем, увеличилась на 22-68%.

Таблица 12 - Надземная фитомасса подроста и второго яруса ели

Интенсивность рубки Показатели хвои (А - масса 100 хвоинок, кг; Б — ширина, мм; В — длина, см) после рубки

1 года 2 года 3 года

А Б В А Б В А Б В

Контроль 3,24/ 1,20 1,10 3,194 1,10 1,04 3,18? 1,10 1,06

50% ),263 1,10 1,14 3,25( 1,10 1,03 3,261 1,10 1,28

70% 3,322 1,20 1,32 3,252 1,10 1,16 3,272 1,10 1,32

Показатели (кг, %) по вариантам из реживания древостоя

биомассы кроны

кг % кг % кг % кг % кг %

1. Хвоя верхняя 0,6 18 0,5 12 0,6 15 1,0 28 0,8 34

средняя 2,3 72 1,7 43 2,3 57 1,8 50 1,3 52

нижняя 0,3 10 1,8 45 1,1 28 0,8 22 0,4 14

всего: 3,2 100 4,0 100 4,0 100 3,6 100 2,5 100

2. Ветви живые верхняя 0,5 9 0,3 9 0,4 8 0,7 7 0,8 12

средняя 2,9 60 1,0 26 2,6 50 2,3 50 4,6 67

нижняя 1,5 31 2,4 65 2,2 42 1,2 43 1,5 21

всего: 4,9 100 3,7 100 5,2 100 4,2 100 6,9 100

5. Ветви сухие 0,3 0,4 1,1 0,7 0,2

к Кора, 0,0001 м' 39 35 33 37 41

5. Древесина, 0,0001 м' 421 226 285 352 229

5. Опад 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3

варианты опыта: 1 - доращивание берёзы на фанерное сырьё и пиловочник; 2 - ДПР с отпускно

о диаметра; 3 - РПР с комбинированным методом отбора деревьев в рубку; 4 - КМР со сплош-

юй выборкой лиственного яруса древостоя; 5 - Контроль.

Возросла масса хвои в нижней и средней частях крон по всем вариантам изрежи-вания. Тенденция к аналогичной закономерности прослеживается и по массе ветвей. Их масса в нижней части крон в большинстве вариантов выше, чем на контроле.

Ещё более убедительны показатели по соотношению массы хвои с другими фракциями. Накопление массы хвои по отношению к массе ветвей по сравнению с контролем увеличилось в 2-3 раза. В свою очередь, накопление стволовой древесины по отношению к ветвям изменилось в 1,5-2,5 раза. По изменению структуры ассимиляционного аппарата лучшим оказался вариант с интенсивным изреживанием лиственного яруса и оставлением части берёзы для доращивания на фанерное сырьё и пиловочник. .

Исходя из приведенных данных по надземной фитомассе, наибольшей продуктивностью древостоя характеризуются варианты комплексных рубок с полной уборкой лиственного яруса древостоя и прореживанием подроста до 1,5-2,5 тыс. экз./га.

Ель в возрасте до 60 лет хорошо отзывается на улучшение светового.режима и условий среды. После рубок доминирует образование световой хвои и, в первую очередь, в верхней части крон, что влечёт за собой усиление энергии роста ели бывщей.под угнетением господствующим лиственным пологом.

Хвоя усиливает темпы линейного прироста. Происходит увеличение её фитомас-сы через 3-4 года после лесосечных работ на 22-60%. При этом накопление массы хвои по отношению к ветвям возрастает в 2-3 раза. Аналогичные тенденции проявляются после адаптационного периода и по объёму стволовой древесины.

Во избежание усиления опада хвои, сопровождающегося уменьшением продолжительности её жизни с 12 до 8 лег, требуется независимо от жизненного состояния хвойного элемента леса оставление части лиственных пород для оттенения ели. При ослабленном жизненном состоянии подпологовой ели в возрасте более 60-70 лет целесообразным является изреживание лиственного яруса при первом приёме рубок до полноты не более 0,4-0,5. Такой подход обеспечит успешность адаптации хвойного элемента леса к изменившимся условиям среды и последующее формирование еловых, елово-лиственных насаждений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате проведенного исследования выполнено лесоводственно-экологическое обоснование и разработана система мероприятий по восстановлению ельников с использованием естественного лесообразовательного процесса в производных лесах подзоны средней и южной тайги Восточно-Европейской Равнины.

2. Лесорастительные условия Русской Равнины (подзоны южной и средней тайги), обусловленные климатическими, орографическими, эдафическими условиями, за исключением типов леса на сухих песчаных и верховых торфяных почвах, соответствуют произрастанию коренных еловых лесов.

3. В результате антропогенных и природных сукцессий площадь хвойных формаций постоянно сокращается и в настоящее время на долю производных лиственных насаждений в регионе исследования приходится свыше 49% от занятой лесом территории.

4. Жизнеспособный подрост и второй ярус ели, имеющийся под пологом лиственных и лиственно-хвойных лесов (до 70% от занимаемой площади), является мощным потенциалом для восстановления коренных ельников с использованием естественного лесообра-

зовательного процесса и применением различных лесохозяйственных мероприятий.

5. Продолжительность жизни подроста и деревьев второго яруса ели высотой до 10-12 м достигает 170-210 лет. Однако способность их эффективной адаптации к изменению условий среды при изреживании древостоя сохраняется лишь до 110-130 лет.

6. Успешность восстановления ельников с использованием естественного возобновления сопровождается повышением энергии роста, качества и продуктивности формирующегося из подроста и второго яруса елового древостоя до 1-Ш классов бонитета.

7. Для восстановления ельников посредством постепенной системы рубок пригодны лиственные, лиственно-еловые насаждения с широкой амплитудой высотно-возрастной структуры ели. Критериями для назначения вида, метода, способа, интенсивности числа приёмов рубок, являются жизненное состояние и количество поднологовой ели, а также качественное состояние господствующего лиственного элемента леса.

8. Необходимым условием для проведения длительно-постепенных рубок является достаточное в соответствии с лесорастительными условиями представительство кроме спелой части древесных пород в древостое, также и неспелой хвойной части в виде второго яруса и подроста, образующего полноту не менее 0,3-0,4 (0,6-1,0 тыс. экз./га) и обладающей достаточной устойчивостью и жизнеспособностью; или нодроста в переводе на крупный (свыше 1,5 м) в количестве 2 тыс. экз./га и более.

9. Длительно-постепенные рубки следует ориентировать на освоение лиственных, лиственно-еловых насаждений с низкой товарной структурой древостоя, в том числе смешанного происхождения при высоком жизненном состоянии поднологовой ели с отпускного диаметра по каждой древесной породе (верховой метод). К следующему приему рубок формируется преимущественно балансовая лиственная древесина, что снижает привлекательность последующих (заключительного) приемов рубок. При реализации этих рубок решается в основном задача - восстановление ельников.

10. Равномерно-постепенные рубки назначаются в высокополнотных одновозрастных и условно-разновозрастных древостоях семенного происхождения при сильном угнетении второго яруса и подроста ели. Целесообразны эти рубки и в насаждениях, где в процессе равномерного изреживания обеспечивается сопутствующее возобновление. При их производстве используется комбинированный, преимущественно из крайних ступеней толщины, метод отбора деревьев в рубку. Интенсивность изреживания господствующего яруса при первом приёме рубок - до полноты 0,5.

11. При отсутствии достаточного сопутствующего возобновления последующий приём рубок может назначаться на 5-6 лет позже при условии завершения равномерно-постепенной рубки в течение одного класса возраста ели (15-20 лет). При этом в рубку поступает ель, достигшая возраста спелости или близкая к нему.

12. После равномерно-постепенных рубок к следующему приему лесосечных работ через 5-8 лет накапливается до 10-40 м3/га запаса и происходит увеличение доли крупномерной древесины как минимум на 5-10%.

13. Постепенная система рубок в лиственных, лиственно-хвойных насаждениях стимулирует сопутствующее возобновление и подпологовая ель (до 70-80%), вступает в фазу семеношения. Для обсеменения лесосеки вполне достаточно 40-60 деревьев на 1 га, вступивших в репродуктивную стадию.

14. В системе лесохозяйственных мероприятий по восстановлению ельников должны

применяться комплексные рубки, предусматривающие одновременное выполнение на одном и том же участке леса элементов по заготовке спелой и перестойной древесины и рубок ухода в соответствии со стадией онтогенеза подпологовой ели или применение специализированного ухода (обрезка сучьев и ветвей):

- за один приём обеспечивается преобладание в древостое елового ценоэлемента с : высокой его последующей энергией роста в пределах Т-ПТ классов текущего бонитета и устойчивостью к лесоразрушающим факторам;

- полностью вырубается приспевающий или спелый лиственный ярус, производятся прочистки, прореживание или обрезка сучьев и ветвей в еловом ценоэлементе;

- вырубаются спелые и перестойные деревья всех древесных пород, в том числе внесение раундапа в стволы фаутных лиственных (осина, берёза) деревьев, в неспелой хвойной части уходы включают комплексно нескольких видов основных рубок ухода;

15. Критерием при подборе лесосечного фонда для назначения комплексных рубок следует считать хорошее жизненное состояние ели, характеризующееся среднегодовым приростом в высоту последнего пятилетия более 10-15 см, сравнительно однородным высотно-возрастным строением в количестве на стадии молодняка не менее 3 тыс. экз./га, а в жердняковой стадии-полноту не менее 0,3-0,4.

16. Для формирования ельников из подроста высотной категории до 4 м (средняя - до 1,5-2,0 м) с обеспечением продуктивности древостоя по 1-И1 классу текущего бонитета достаточным является сохранение подроста в пределах 1,5-2,0 тыс. экз./га. Такой подход позволяет осуществлять более качественный уход (прореживание) за подростом.

17. По особенностям изменения структуры ассимиляционного аппарата и морфометри-ческим показателям надземной фитомассы подпологовой ели можно судить о её жизненном состоянии и оценивать эффективность рубок на ранней стадии их производства, когда оценка по таксационным показателям еще затруднена. При этом следует учитывать следующие признаки:

- продолжительность жизни хвои у ели снижается по мере давности и степени угнетения с 13-14 лет до 5-7 лет, а при чрезмерной интенсивности рубки, даже при высоком жизненном состоянии с 12 лет до 8 лет;

- на ранней стадии через 3-4 года после рубок основными критериями высокой эффективности, выполняемых лесоводственных мероприятий по восстановлению ельников, являются: доминирующее образование световой хвои в верхней части крон, усиление темпов её прироста (длина) на 30-60% по всей протяжённости кроны; увеличение в 2-3 раза массы хвои по отношению к массе ветвей.

18. Одним из направлений использования закономерностей естественного лесообразова-тельного процесса (динамики древостоев) является сокращение срока лесовыращивания,. а вместе с этим и оборота рубки, как минимум, на 30-40 лет. В итоге при среднегодовом приросте запаса в 2-4 м3/га возможно, как минимум, получение дополнительно не менее 60-120 м3/га древесины.

19. В молодняках при долевом участии ели в составе древостоя целесообразна реконструкция малоценных насаждений посредством создания лесных культур.

Для повышения эффективности лесохозяйственного производства разработаны следующие научно обоснованные рекомендации:

1. Восстановление ельников посредством сплошных рубок с предварительным возобнов-

лением целесообразно проводить в насаждениях с достаточным количеством сравнительно однородной по высотно-возрастному строению и размещению подиологовой ели (не менее 2,0-2,5 тыс. экзУга в переводе на крупный подрост). Доминирующая часть елового ценоэлемента должна характеризоваться высоким жизненным состоянием, наиболее надежными критериями которого являются относительный прирост в высоту за последние годы не менее 4-5% (10-15 см), сравнительно пирамидальная, охвоённая крона и возраст не более 60 лет. С целью обеспечения успешной адаптации к изменившимся условиям среды, особенно при неоднородности высотно-возрастного строения подпологовой ели, необходимо оставлять деревья лиственных пород с диаметром до 14 см.

2. Регулирование интенсивности изреживания господствующего яруса (полноты сохраняемой части древостоя) определяется отпускным диаметром (Д™, см) но каждой древесной породе исходя из среднего их значения (Д.р, см). При назначении Д„т„ = Д,,; Дотп = Дер + ступень толщины; До™ = Дер - ступень толщины, полнота сохраняемой части древостоя будет находиться в пределах соответственно - 0,3-0,5; 0,4-0,6; 0,2-0,3.

3. Восстановление ельников при доращивании берёзы с повышенным выходом крупномерных товарных сортиментов (фанерный кряж, пиловочник) обеспечивается рубками обновления (переформирования), а также равномерно-постепенными рубками на ранней стадии спелости (возраст берёзы до 65 лет). При этом необходимо учитывать определенные требования к березнякам, разработанные нами на основе прямых и кореллятив-ных признаков:

- берёзовые насаждения должны быть семенного происхождения и находиться на стадии приспевания или ранней стадии спелости (35-65 лет);

- жизненное состояние березы должно характеризоваться высокой устойчивостью и товарной ценностью;

- стволы березы должны иметь компактную крону протяженностью, не превышающей '/3 от высоты дерева;

- отсутствие пороков и плодовых тел на стволах.

4. На стадии средневозрастности, исходя от полноты древостоя, на доращивание после первого приема рубок должны сохраняться деревья березы от 12 до 20 - сантиметровых ступеней толщины в количестве 0,8-1,2 тыс. экзУга.

5. На стадии приспевания и ранней спелости (41-65 лет) диапазон сохраняемой берёзы рекомендуется увеличивать до ступеней толщины 16-24 см, а её количество в пределах 300-500 экзУга. Продолжительность между приёмами рубки может увеличиваться на 56 лет.

6. В жердняковой стадии при высоте ели свыше 4-5 м и полноте не менее 0,3-0,4 целесообразно оставление тонкомерных лиственных пород диаметром до 12-14 см с запасом древесины менее 10-15% (менее 20-30 м3/га). Такой подход позволит ослабить опад хвои 9-12 -летнего возраста и формировать в последующем, даже при однократных рубках ухода за породным и качественным составом древостоя на селекционной основе, ценные еловые насаждения.

7. В практике содействия естественному возобновлению ели целесообразно осуществлять минерализацию почвы полосами или площадками:

- полосная минерализация применима, прежде всего, при хлыстовой заготовке древесины по волокам, на погрузочных пунктах перед семенными годами, повторяющимися в

среднем через 4-6 лет;

- замена режущей (харвестер), захватывающей (форвардер) головок на фрезу даст возможность минерализации почвы площадками по всей площади лесосеки, в том числе внутри пасек с сохранением лесной среды.

8. Для снижения доли участия в естественном возобновлении малоценных лиственных пород, целесообразно оставление на корню фаутной осины с её окольцовыванием двойным пропилом по периметру ствола на глубину до 2-3 см или инъекцией раундапа в стволовую древесину и пни. Такое мероприятие ослабляет или предотвращает появление обилия корневых отпрысков, а также резко уменьшает повреждаемость подполого-вой ели в процессе лесосечных работ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии и учебно-методические работы

1. Дружинин Ф.Н. Лесообразовательный процесс и формирование древостоев /H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин // В книге: Природа Вологодской области. - Вологда: Издательский Дом Вологжанин, 2007. - С.203-209.

2. Дружинин Ф.Н. Растительность лесов /H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин // В кн.: Природа Вологодской области. - Вологда: Издательский Дом Вологжанин, 2007.-С.209-218.

3. Дружинин Ф.Н. Лесоводство: методические указания для студентов специальности 250201.65 «Лесное хозяйство» / H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, Л.В. Зарубина. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2009. - 58 с.

4. Дружинин Ф.Н. Селекция растений: лабораторный практикум для студентов очного и заочного отделения специальности 250201.65 «Лесное хозяйство» / Ф.Н. Дружинин, О.В. Чухина, P.C. Хамитов, С.Е. Грибов. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2009.-46 с.

5. Дружинин Ф.Н. Прижизненное и побочное пользования осушаемых лесов Вологодской области (монография) / H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, A.C. Пестовский, A.C. Новоселов. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2011. - 192 с.

Публикации в изданиях по перечню ВАК РФ

6. Дружинин Ф.Н. Формирование возрастной структуры древостоев и возрастные смены в хвойных насаждениях / H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, В:С. Вернодубенко // Вестник Поморского университета. - Серия «Естественные науки»,- 2011. - №3. - С.25-29.

7. Дружинин Ф.Н. Восстановление ельников равномерно-постепенными рубками / Ф.Н. Дружинин // Научно-информационный журнал Вестник Московского государственного университета леса «Лесной вестник»,- 2012. - №2 (85). - С.58-62

8. Дружинин Ф.Н. Восстановление ельников длительно-постепенными рубками / Ф.Н. Дружинин // Научно-информационный журнал Вестник Московского государственного университета леса «Лесной вестник».-2012. -№2 (85). - С.62-66.

9. Дружинин Ф.Н. Оценка длительно-постепенных рубок в лиственных насаждениях / Ф.Н. Дружинин // Известия высших учебных заведений «Лесной журнал».- 2012. -№1/325.-С.128-133.

Ю- Дружинин Ф.Н. Надземная фитомасса подпологовой ели после комплексных рубок / Ф.Н. Дружинин // Известия высших учебных заведений «Лесной журнал»,- 2012. -

№3/327.-С. 19-24.

11. Дружинин Ф.Н. Использование дендрохронологического метода исследования в ботанических судебных экспертизах / H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, Ю.М. Жаворонков // Известия высших учебных заведений «Лесной журнал». - 2012. - №3/327 - С.137-142.

12. Дружинин Ф.Н. О проблеме сохранения предварительного возобновления при сплошных рубках / Ф.Н. Дружинин, Н.В. Черноусое. - ISSN 2224-0209. - Электронный журнал «Вестник МГОУ». -/http://evestnik-mgou.ru/vipusk/2013-l/2013-lhtml

13. Дружинин Ф.Н. О рано- и позднораспускающихся формах ели в условиях Вологодской области /Ф.Н. Дружинин, Н.В. Черноусое. - ISSN 2224-0209. - Электронный журнал «Вестник МГОУ». - /http://evestnik-mgou.ru/vipusk / 2013-2/2013 - 2html

14. Дружинин Ф.Н. Восстановление ельников рубками переформирования / Ф.Н. Дружинин // Научно-информационный журнал Вестник Московского государственного университета леса «Лесной вестник»-2013. -№2 (94).- С.17-22.

15. Дружинин Ф.Н. Классификация и особенности сплошных и выборочных форм рубок /H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин // Известия высших учебных заведений «Лесной журнал»,- 2013. - №5/335. - С.59-63.

16. Дружинин Ф.Н. Внутривидовой и возрастной полиморфизм ели европейской (Picea abies (L) Karst) в условиях Вологодской области / Ю.И. Макаров, Ф.Н. Дружинин //Лесотехнический журнал. - 2013. - №4. - С.24-32.

17. Дружинин Ф.Н. Специализированные рубки ухода во вторичных лесах / Ф.Н. Дружинин // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: вып. 204. - СПб.: СПбГЛТА, 2013. - С.6-14.

Рекомендации производству

18. Дружинин Ф.Н. Руководство по организации и технологии длительно-постепенных рубок и рубок переформирования во вторичных лиственных насаждениях Вологодской области / П.А. Анишин, H.A. Дружинин, П.Н. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, С.И. Салта-нов, E.H. Юричев. - Вологда: Севлеспроект, 2001. - 40 с.

19. Дружинин Ф.Н. Оставление фаутной осины на корню (практические рекомендации) / НА. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, Н.П. Шлёнкин, E.H. Юричев. - Вологда: Севлеспроект, 2001.- Юс.

20. Дружинин Ф.Н. Руководство по организации и технологии рубок обновления / H.A. Дружинин, П.Н. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, B.C. Дубовский, Н.В. Шапаренко. -Вологда: Севлеспроект, 2004. - 40 с.

21. Дружинин Ф.Н. Руководство по сортиментной заготовке древесины / H.A. Дружинин, П.Н. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, B.C. Дубовский, Е.С. Трунов, Н.В. Шапаренко. -Вологда: Севлеспроект, 2005. - 41 с.

Материалы международных конференций

22. Дружинин Ф.Н. Формирование ельников, рост ели разного возраста после несплошных рубок / Ф.Н. Дружинин // Проблемы комплексного использования и мелиорации земель на водосборе: материалы международного симпозиума. - СПбНИИЛХ, 2002. -С.16-19.

23. Дружинин Ф.Н. Внутривидовая изменчивость ели на торфяных почвах / Ф.Н. Дружинин // Проблемы комплексного использования и мелиорации земель на водосборе:

материалы международного симпозиума. - СПбНИИЛХ, 2002. - С.120-122.

24. Дружинин Ф.Н., Комплексные рубки, их лесоводственная эффективность / H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, O.A. Белов //Мелиорация, использование и охрана земель: материалы международного симпозиума. - СПб., 2004. - С.84-94.

25. Дружинин Ф.Н. Влияние гидротермальных условий на естественное возобновление вырубок / Ф.Н. Дружинин // Мелиорация, использование и охрана земель: материалы международного симпозиума. - СПб., 2004. - С.125-136.

26. Дружинин Ф.Н. Повреждаемость почвенного покрова на вырубках / Ф.Н. Дружинин // Мелиорация, использование и охрана земель: материалы международного симпозиума. - СПб., 2004. - С.303-308.

27. Дружинин Ф.Н. Комплексные рубки как метод лесохозяйственного воздействия на формирование ели / Ф.Н. Дружинин // Повышение производительности и эффективности использования лесов на осушенных землях: материалы международного совещания.

- СПб.: изд-во политехнического университета, 2008. - С.72-78.

28. Дружинин Ф.Н. К содействию возобновительных процессов на объектах несплошных рубок / Ф.Н. Дружинин, З.Н. Старунская // Повышение производительности и эффективности использования лесов на осушенных землях: материалы международного совещания. - СПб.: изд-во политехнического университета, 2008. - С.83-85.

29. Дружинин Ф.Н. Постепенные рубки / H.A. Дружинин, Ф.Н. Дружинин // Экологические рекомендации по лесоуправлению и лесопользованию. - Хельсинки - Санкт-Петербург: Метсялиитго, Ботния, 2009. - С.31-33.

30. Дружинин Ф.Н. Строение и производительность ельников / Ф.Н. Дружинин, Ю.И. Макаров // Материалы международной научно-технической конференции: «Актуальные проблемы развития лесного комплекса». - Вологда: ВоГТУ, 2012. - С.29-31.

31. Дружинин Ф.Н. Комплексные рубки в системе лесопользования на Европейском Севере / Ф.Н. Дружинин // Инновации и технологии в лесном хозяйстве: материалы II международной научно-практической конференции. - СПб: ФБУ СПбНИИЛХ, 2012. -С.302-309.

32. Дружинин Ф.Н. Влияние равномерно-постепенных рубок на товарную структуру бе-резово-еловых насаждений / С.Е. Грибов, Ф.Н. Дружинин // Инновации и технологии в лесном хозяйстве: материалы И международной научно-практической конференции. -СПб: ФБУ СПбНИИЛХ, 2012. - С.94-98.

33. Дружинин Ф.Н. Еловые леса в структуре лесного фонда Вологодской области / Ф.Н. Дружинин, Ю.И. Макаров // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2013.

- С.20-22.

Заказ № 5 -К. Тираж 100 экз. Подписано в печать 16.01.2014 г. ВГМХА 160555, г. Вологда, с. Молочное, ул. Емельянова, 1

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Дружинин, Федор Николаевич, Вологда-Молочное

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина

ЛЕСОВОДСТВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕЛЬНИКОВ В ПРОИЗВОДНЫХ ЛЕСАХ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЫ

06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

06.03.01 - Лесные культуры, селекция, семеноводство

на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор В.И. Мелехов доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.А. Бабич

05201450853

ДРУЖИНИН ФЕДОР НИКОЛАЕВИЧ

ДИССЕРТАЦИЯ

Вологда - Молочное, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................................................................................5

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ....................................................................................................12

1.1 Генезис ельников............................................................................................................................................................12

1.2 Сукцессионные процессы................................................................................................................................................15

1.3 История сырьевого лесопользования......................................................................................................................17

1.4 Лесоводственная эффективность мероприятий по восстановлению ельников... 28 ГЛАВА 2 ЗОНАЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК УСЛОВИЙ

СРЕДЫ, ЛЕСНОЙ ФОНД И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ..............................................34

2.1 Климат............................................................................................................................................................................................35

2.2 Орографические, эдафические условия................................................................................................................36

2.3 Характеристика лесного фонда..........................................................................................................................37

2.4 Краткая характеристика стационарных объектов исследования........................................45

ГЛАВА 3 НАУЧНО - МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............56

3.1 Методология лесоводственно-экологического исследования..........................................................56

3.2 Программа работ............................................................................................................................................................59

3.3 Методические подходы........................................................................... 60

3.4 Камеральная обработка и обобщение натурных данных............................................................67

3.5 Объём выполненных работ....................................................................................................................................73

ГЛАВА 4 ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ, ТРАНСФОРМАЦИЯ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ..................75

4.1 Динамика состояния лесного фонда..............................................................................................................76

4.1.1 Сукцессионные процессы........................................................................................................................................76

4.1.2 Типы и категории берёзовых насаждений....................................................................................................79

4.1.3 Внутривидовой полиформизм берёзы (Betulapendula Ehrh.)......................................................84

4.1.4 Формирование подпологовой ели....................................................................................................................90

4.1.5 Внутривидовой полиформизм ели {Picea abies (L.) Karst.)......................................................92

4.2 Трансформация экологических и лесорастительных условий..........................................................102

4.2.1 Снегонакопление, промерзание почв......................................................................................................................102

4.2.2 Температурный режим.......................................................................... 105

4.2.3 Повреждаемость почв, сохранение лесной среды............................................ 109

4.2.4 Водно-физические свойства почв.......................................................... 117

4.2.5 Динамика живого напочвенного покрова................................................... 119

ГЛАВА 5 СИСТЕМА ЛЕСОВОДСТВЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕЛЬНИКОВ................... 130

5.1 Повреждаемость и жизненное состояние лиственного древостоя после рубок.. 139

5.1.1 Строение и рост лиственного древостоя после рубок................................... 139

5.1.2 Формирование товарной структуры древостоев после рубок........................ 153

5.1.3 Доращивание березы на крупномерную древесину.................................... 156

5.1.4 Лесохозяйственные мероприятия по предотвращению

вегетативного возобновления осины..................................................................... 164

5.2 Повреждаемость, сохранность и рост подпологовой ели после рубок............ 180

5.2.1 Повреждаемость подпологовой ели....................................................... 180

5.2.2 Сохранность и жизненное состояние подроста и второго яруса ели............... 183

5.2.3 Формирование, рост и строение елового древостоя после

сплошных и выборочных форм рубок.......................................................... 188

5.3 Комплексные рубки..............................................................................200

5.4 Реконструкция малоценных насаждений..................................................215

5.5 Рубки обновления.............................................................................222

5.6 Фенологическое развитие подпологовой ели.......................................... 228

5.7 Сезонная динамика роста подпологовой ели........................................... 240

5.8 Семеношение ели после выборочных форм рубок..................................... 255

5.9 Лесоводственно-экономическая эффективность восстановления

ельников с использованием естественного возобновления............................. 260

5.10 Качественная оценка древесины, формирующейся после рубок................... 268

5.11 Оценка селективного метода отбора деревьев в рубку................................ 273

ГЛАВА 6 ФОРМИРОВАНИЕ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ

ЕЛИ ПОСЛЕ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ................................ 284

6.1 Морфологические и морфометрические показатели хвои........................... 285

6.2 Надземная фитомасса подпологовой ели.................................................292

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................... 298

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ..................... 307

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ......................................................................308

ЛИТЕРАТУРА................................................................................. 309

ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................................... 349

А Сведения о рубке лесных насаждений (сплошные рубки)........................... 350

Б Сведения о рубке лесных насаждений (выборочные рубки)........................ 351

В Сведения о рубке лесных насаждений (проходные рубки)............................352

Г Лесоводственно-таксационные паспорта объектов исследования.................. 353

Д Биоэкологический анализ флоры на объектах исследования......................... 360

Е Организация, технология рубок по восстановлению ельников с одновременным доращиванием высокотоварной березы

(для опытно-производственной проверки)............................................. 379

ВВЕДЕНИЕ

По лесорастительным условиям территория региона исследования, расположенная в средней и южной подзонах тайги Русской Равнины, соответствует биологическим свойствам ели европейской {Picea abies (L.) Karst.). В XX-XXI веках в структуре лесного фонда данной территории, вследствие широкого применения сплошных, в том числе концентрированных рубок и периодически повторяющихся пожаров, произошли значительные изменения. Площадь хвойных лесов сократилась более чем на 32% (по ели - па 21%). На месте коренных темнохвойных древостоев возникли, занимая в настоящее время около половины от покрытой лесом территории (около 49%), производные мягко-лиственные насаждения с общим запасом древесины 842,9 млн. м . Долевое участие березы в составе этих лесов составляет около 39%, а запас древесины - 635,7 млн. м3 (Природа..., 2007). Под пологом вторичных лиственных насаждений на 70% площади формируется еловый элемент леса, способный при рациональном лесоводстве восстановить своё господство в составе древостоя (Морозов, 1930). Между тем, естественный ле-сообразовательный процесс растягивается на 150-270 лет (Анишин, 1984; Чупров, 1986).

Известно, что с увеличением возраста лиственных древостоев значительно снижается их товарность и устойчивость, а для елового элемента леса - приспособительная способность к изменению освещённости и гидротермальным условиям. С использованием лиственной древесины открываются большие возможности расширения экспорта торговли или создание совместных предприятий лесного комплекса с зарубежными фирмами. Хозяйственное освоение лиственных лесов включает ряд лесоводственных приёмов по формированию насаждений нужного состава и качества, совершенствования рубок при заготовке спелой и перестойной древесины и рубок ухода, в том числе и специализированных. Всё вместе взятое направлено на сокращение сроков выращивания, постоянство лесопользования и повышение продуктивности лесных насаждений.

Актуальность темы: Существенное ухудшение структуры лесного фонда на территории Европейского Севера обусловлено многими причинами. Это возрастающие объёмы до 90"х годов прошлого столетия интенсивной эксплуатации лесов посредством сплошных рубок, сосредоточение сырьевого лесопользования вблизи транспортных путей, циклически повторяющиеся массовые лесные пожары. Недостаточно эффективно

проводились мероприятия по содействию естественному возобновлению леса, оставляет желать лучшего лесокультурное производство. Следствием этого в таёжных лесах Русской Равнины произошло резкое сокращение площади хвойных насаждений, несущих наряду с основной сырьевой нагрузкой экологические и социальные функции. Разработка, внедрение научно обоснованной системы и отдельных мероприятий по стабилизации и улучшению структуры бореальных лесов является актуальной первоочередной задачей в научной, практической лесохозяйственной и лесопромышленной деятельности в региональном аспекте и в целом по стране.

Степень разработанности темы исследования. Лесная наука и практика рассматривает нежелательную смену хвойных лесов на лиственные с двух позиций: с одной стороны - недопущение смены пород в результате рубок при заготовке спелой и перестойной древесины, а с другой - ускорение процесса замены вторичного лиственного древостоя с помощью лесоводственных приёмов на коренное насаждение. Для предотвращения нежелательной смены пород и ухудшения структуры лесного фонда необходима разработка и более широкое внедрение в практику экологически обоснованных лесоводственных методов и способов лесопользования. Ускоренное восстановление коренных ельников, соответствующих природным закономерностям динамики структуры и возобновления экосистем в процессе рационального освоения вторичных лиственных насаждений требует разработки и реализации научно-обоснованной системы лесохозяй-ственных мероприятий. Приоритетным должно быть использование естественного возобновления на всех стадиях ценоонтогенеза лиственных и лиственно-еловых насаждений с учетом региональных лесотипологических и природных условий.

Целыо исследования является разработка и лесоводствеино-экологическое обоснование системы мероприятий по восстановлению ельников с использованием естественного лесообразовательного процесса в производных лесах подзоны средней и южной тайги Восточно-Европейской Равнины.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1) обобщить исторический опыт исследований по восстановлению ельников в таёжной зоне и определить направление решения основных составляющих проблемы;

2) оценить сукцессионные и возобновительные процессы, изменения в динамике структуры лесного фонда и лесных насаждений;

3) проанализировать особенности формирования возрастной структуры и типов возрас-

тного строения древостоев;

4) выявить влияние климатических факторов на рост и продуктивность насаждений;

5) установить изменения природной среды, трансформации лесорастительных и экологических условий при различных технологиях разработки лесосек;

6) определить лесоводственную эффективность применяемых форм рубок и их видов в процессе восстановления коренных ельников при заготовке спелой и перестойной древесины, специализированных рубках ухода и реконструкции малоценных насаждений;

7) разработать оценочные критерии для берёзы, обеспечивающие повышение выхода крупномерных сортиментов к завершающему приёму выборочных рубок по восстановлению коренных ельников,

8) выявить критерии жизненного состояния и роста подпологовой ели (подрост и деревья второго яруса) на разных стадиях онтогенеза до и после сплошных и выборочных рубок разной интенсивности;

9) усовершенствовать лесохозяйственные мероприятия по снижению и предотвращению вегетативного возобновления осины;

10) изучить товарную и сортиментную структуру древостоев после рубок;

11) оценить влияние изреживания древостоев в лиственных насаждениях на плодоношение деревьев второго яруса ели;

12) обосновать систему лесохозяйственных мероприятий по восстановлению ельников за счет предварительного и сопутствующего возобновления.

Решение поставленных задач позволит организовать рациональное ведение лесного хозяйства на региональном уровне с учётом специфичности климатических, эда-фических и лесорастительных условий. Восстановление ельников предусматривается с использованием разнообразия технологических процессов лесоразработок, методов и способов рубок по этапам формирования вторичных лиственных лесов. Научная новизна исследования заключается в следующем:

1) выявлены особенности роста, формирования подроста и деревьев второго яруса ели, их адаптация к изменившимся условиям среды после рубок на разных стадиях ценоон-тогенеза;

2) исследована динамика фенологического развития подроста ели в различных условиях местопроизрастания, установлена сезонная динамика роста подпологовой ели в высоту;

3) разработаны критерии оценки жизненного состояния подпологовой ели (подрост, де-

ревья второго яруса) по прямым и коррелятивным признакам для назначения интенсивности изреживания господствующего яруса древостоя;

4) определена лесоводственная эффективность комплексных рубок по восстановлению коренных еловых лесов;

5) усовершенствованы по видам рубок методы отбора деревьев в рубку и на последующее лесовыращивание;

6) установлены лесоводственные требования к берёзовым насаждениям по прямым и коррелятивным признакам, целесообразность при одновременном восстановлении коренных ельников доращивания березы с высоким выходом крупномерных сортиментов;

7) представлено научное обоснование и разработан комплекс мероприятий по использованию естественного лесообразовательного процесса в деле восстановления тёмнохвой-ных формаций в производных лесах подзоны средней и южной тайги ВосточноЕвропейской Равнины.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что научно обоснована и доказана целесообразность использования естественного лесообразовательного процесса по восстановлению коренных хвойных лесов; выявлены особенности естественного возобновления в производных лиственных, лиственно-еловых насаждениях, возрастное строение ели; определена зависимость количественного состава подроста (подпологовой ели) от полноты господствующего яруса, развития живого напочвенного покрова и степени задернения почв; научно обоснованы методы отбора деревьев в рубку и на последующее лесовыращивание по видам рубок и древесным породам; определены критерии жизненного состояния подроста ели по фенотипическим признакам для обоснования интенсивности рубок; одновременно с восстановлением ельников из предварительного и сопутствующего возобновления дано обоснование доращивания берёзы с обеспечением высокого выхода крупномерных сортиментов её древесины; раскрыты особенности формирования, роста, развития и внутривидового полиморфизма ели европейской на разных стадиях онтогенеза до и после лесосечных работ; выявлена динамика формирования фракционного состава и запаса надземной фитомассы ели, позволяющая на ранней стадии после рубок оценить эффективность восстановления ельников.

Практическая значимость работы. На основании проведённого исследования разработаны практические рекомендации по восстановлению коренных ельников на месте вторичных лиственных, лиственно-еловых лесов на разных стадиях их ценоонто-

генеза с использованием естественного предварительного и сопутствующего возобновления. Результаты исследования положены в основу региональных руководств и рекомендаций по длительно-постепенным (ДПР), равномерно-постепенным (РПР) рубкам, рубкам переформирования (РПФ) и обновления (ОБН), сортиментной заготовке древесины, организации и технологии рубок по восстановлению ельников с одновременным доращиванием высокотоварной березы, оставлению фаутной осины на корню.

Методология и методы исследования. Исследования проведены на специально заложенных стационарных и производственных объектах по лесопользованию с разными вариантами по восстановлению коренных ельников. Длительность опытов позволяет сохранять методологическую преемственность в сборе и обработке информации. Анализ результатов исследования производился в рамках теории системы, объясняющей протекающие в лесном фитоценозе процессы при активном хозяйственном �