Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесоводственные основы ведения лесного хозяйства в Карпатах

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

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Сабан, Ярослав Александрович

Введение

Глава I. ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЕЕ ВЫСОТНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ.

1.1. Принципы анализа и закономерности распространения

1.2. Районирование лесной растительности

1.3. Типы лесов и их определение

1.4. Типы вырубок.

1.5. Динамика лесных ресурсов

Глава 2. СТРУКТУРА, РОСТ И ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ

БУКА, ПИХТЫ И ЕЛИ.

2.1. Особенности возрастной структуры буковых, пихтовых и еловых древостоев в Карпатах

2.2. Строение древостоев; пог^иаметру и высоте

2.3. Пространственная структура еловых, буковых и пихтовых древостоев .V.

2.4. Особенности роста сомкнутых и модальных естественных и искусственных пихтовых, еловых и буковых древостоев в различных типах леса.

2.4.1. Динамика роста и продуктивности еловых, буковых и пихтовых модальных древостоев.

2.4.2. Динамика роста и продуктивности сомкнутых и модальных пихтовых и еловых древостоев в различных типах леса . 135"

2.4.3. Динамика роста и продуктивности сомкнутых и модальных естественных буковых древостоев, выращенных при рубках ухода различной интенсивности

2.5. Взаимоотношения бука, ели и пихты в смешанных насаждениях.

Глава 3. КАЧЕСТВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПИХТОВЫХ, БУКОВЫХ И

ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ В СВЯЗИ С ТИПАМИ ЛЕСА.

3.1. Закономерности распределения сортообразующих пороков

3.2. Плотность древесины ели, бука и пихты в основных типах леса

3.3. Динамика товарной структуры основных категорий пихтовых, буковых и еловых древостоев в преобладающих типах леса

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СРЗДЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ РУБОК.

4.1. Изменение микроклимата при сплошнолесосеч-ных, постепенных семенно-лесосечных и груп-пово-выборочных рубках

4.1.1. Солнечная радиация и освещенность

4.1.2. Влияние рубок на температуру воздуха и почвы.

4.1.3. Влияние рубок на влажность воздуха и почвы.

4.1.4. Закономерности распределения осадков в связи со структурой растительности и рубками леса

4.2. Повреждение почвенного покрова при различных способах рубок и технологических приемах лесозаготовок

4.3. Водно-физические свойства почв и их изменение при различных способах рубок

4.4. Изменение физико-химических свойств почв при различных способах рубок

Глава 5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛЕСОВОЗОБНОВИТЕЛЬНЫХ РУБОК

НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ.

5.1. Биологические и экологические основы рубок главного пользования в горных лесах

5.2. Экспериментальные рубки и дифференциация их способов по типам леса

5.3. Лесоводственные аспекты технологии лесозаготовок при различных способах рубок

5.4. Состояние древостоя и подроста при различных способах рубок и технологии лесозаготовок

5.5. Влияние главных рубок на прирост древостоя и подроста.

5.6. Экономическая оценка новых способов рубок

5.7. Лесоводственные требования к лесоэксплуатации в горных условиях

Глава 6. ЛЕСОВОССТАНОВЙТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОД ПОЛОГОМ И

НА ВЫРУБКАХ В ОСНОВНЫХ ТЖ1АХ ЛЕСА.

6.1. Плодоношение ели, бука и пихты.

6.2. Естественное возобновление лесообразующих пород в основных типах леса Карпат

6.3. Формирование молодняков в связи с рубками.

6.4. Совершенствование методов содействия естественному возобновлению

6.5. Совершенствование методов учета и оценки естественного возобновления в горных условиях

6.6. Комбинированное лесовосстановление

6.7. Сравнительная экономическая оценка различных способов лесовосстановления

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Лесоводственные основы ведения лесного хозяйства в Карпатах"

Актуальность проблемы. ХХУ и ХХУТ съезды КПСС поставили перед лесным хозяйством такие важнейшие задачи как повышение продуктивности и устойчивости лесов, улучшение качественного состава насаждений и обеспечение беспрерывного и рационального использования лесных богатств. Для их успешного выполнения необходимо, во-первых, использовать экологический потенциал лесов и, во-вторых, применять научно обоснованную систему хозяйственных мероприятий. В условиях интенсивного ведения лесного хозяйства и при высокоразвитой деревообрабатывающей, мебельной и химической промышленности существуют необходимые предпосылки для перехода к высокоэффективному лесохозяйственному производству. Он возможен на основании согласованных долгосрочных производственных программ лесного хозяйства и лесной промышленности в тесной координации их усилий и перспективных целей. В этом плане в области лесного хозяйства главной задачей является познание экологических закономерностей формирования высокопродуктивных насаждений, их соответствие запросам народного хозяйства. В связи с этим следует по-новому подходить к классификации и районированию лесов, их структуре, продуктивности и способам восстановления.

До настоящего времени удачные попытки создания лесохозяйствен-ного районирования Карпат для разных целей предпринимали Н.М.Гор-шенин, С.В.Шевченко, М.А.Голубец, П.И.Молотков и др. Учитывая современные требования к комплексному использованию горных лесов, мы стремились объединить многообразие лесных сообществ в однородные таксономические группы и систематизировать их с учетом организации многоцелевого хозяйства. Недостаточно еще изучены закономерности возобновления, роста и продуктивности различных категорий насаждений, отсутствуют нормативы для лесоводственной оценки строения, хода роста и качественной продуктивности модальных и нормальных древостоев в различных типах леса.

Вместе с тем, несмотря на возрастающую заготовку древесины, нет данных о степени изменения факторов среды, вызванных различными способами рубок и механизированными лесоразработками. Такие исследования могут помочь в разработке системы мероприятий, направленных на повышение экологического потенциала исследуемой территории и повышение устойчивости лесов.

Кроме того, в ближайшем будущем деревообрабатывающую и мебельную промышленность следует обеспечить местным сырьем. Поэтому разработка научных основ ведения хозяйства с целью повышения продуктивности лесов имеет большое теоретическое и практическое значение.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые в Карпатах проведено комплексное лесоводственно-таксационное исследование в буковых, пихтовых и еловых лесах и разработаны лесохо-зяйственные мероприятия на эколого-лесотипологической основе, направленные на повышение их продуктивности и устойчивости.

Выполнен экологический анализ лесной растительности, и на его основе предложена классификация лесных группировок.

Разработаны лесоводственное районирование и хозяйственное группирование типов леса и вырубок как научная основа дифференцированной системы хозяйственных мероприятий на типологической основе, которая должна обеспечить максимальное использование экологического потенциала природных лесных комплексов.

Составлен лесоводственно-таксационный определитель типов леса, способствующий успешному внедрению типологии в практику.

Установлены три типа возрастной и пространственной структуры древостоев и обосновано выделение модальных насаждений как отдельного объекта таксации и хозяйственной деятельности.

Впервые на типологической основе исследован рост и продуктивность естественных модальных, нормальных и искусственных насаждений основных лесообразующих пород, установлены закономерности распространения сортообразующих пороков стволовой древесины. Составлены новые математические модели роста, продуктивности и товарной структуры для основных типов леса, которые можно использовать при лесоустроительных работах. Изучены на разных стадиях роста взаимоотношения ели и бука с пихтой в оптимальном смешении насаждений, что позволяет использовать последнюю породу для повышения устойчивости еловых и продуктивности буковых насаждений.

Получены качественные показатели изменений экологических факторов при различных способах механизированных главных рубок в буковых, пихтовых и еловых насаждениях, имеющие большое значение не только для определения лесоводственной эффективности способов рубок, технологических схем лесосечных работ и применяемых при этом машин и механизмов, но и для эколого-экономической оценки, а также прогнозирования степени ущерба, наносимого почвам и растительности. Эти материалы послужили основанием для разработки новых способов рубок и других лесохозяйственных мероприятий, сохраняющих и повышающих экологический потенциал лесных биогеоценозов. Разработаны и проведены новые способы рубок: гнездово-выборочные - для буковых и пихтовых лесов, обеспечивающие преобразование чистых одновозраст-ных насаждений в смешанные разновозрастные; ромбовидные мелколесосечные сплошные - для еловых лесов, создающие условия их естественному возобновлению и сохранению защитных свойств. Составлены новые технологические схемы лесосечных работ на базе канатно-под-весных установок JUT—26, UI-26A, УК-1-ЗТ и колесных тракторов типа

ЛТ-157, обеспечивающие высокую сохранность почвы, подроста и древостоя. Выдвинуто и обосновано положение о комбинированном лесо-восстановлении на базе естественного возобновления, дающего возможность беспрерывно выращивать лес и значительно повысить его продуктивность. Предложены и впервые применены приемы измерительной таксации для определения урожайности семян хвойных пород, потери почвы при эксплуатационной эрозии.

Обоснованность результатов исследований. Она обеспечивается значительным объемом тщательно отобранного материала многолетних стационарных исследований, использованием научно обоснованных и проработанных методик, применением для анализа экспериментального материала методов математической статистики и средств вычислительной техники, опытно-производственной проверкой результатов исследований.

Цель, программа и методы исследований. Основная цель работы -комплексное исследование лесов Карпат, их структура, продуктивности, закономерностей возобновления и формирования насаждений и разработка системы ведения лесного хозяйства в горах.

Программой работ предусматривалось решение следующих основных вопросов:

I/ изучить основные закономерности распространения лесной растительности и на этой основе произвести районирование, классификацию и хозяйственную группировку типов леса и вырубок, образование хозяйственных секций, а также разработать систему таксацион-но-лесоводственных показателей для определения типов леса;

2/ исследовать строение, динамику роста, продуктивность и товарность буковых, пихтовых и еловых насаждений на типологической основе. Составить для основных типов леса математические модели роста, продуктивности и товарной структуры естественных и искусственных, нормальных и модальных насаждений в зависимости от рубок ухода;

3/ изучить изменение основных экологических факторов при различных способах механизированных рубок и технологии лесозаготовок для научного обоснования основных лесохозяйственных мероприятий;

4/ выявить главные черты процессов лесовозобновления под пологом и при различных способах рубок, а также особенности формирования молодняков на вырубках в основных типах леса. Разработать оценочные шкалы и эффективные способы содействия естественному возобновлению;

5/ определить эколого-лесоводственную эффективность экспериментальных постепенных семенно-лесосечных, группово-выборочных, добровольно-выборочных и сплошных лесосечных рубок, обосновать и испытать новые механизированные способы рубок и технологические схемы лесоразработок для горных условий;

6/ определить сравнительную лесоводственно-экономическую эффективность различных способов рубок и возобновления леса;

7/ разработать лесоводственные требования к эксплуатации лесов в горных условиях с учетом региональной экологической специфики;

8/ углубить методические подходы к комплексному эколого-лесо-водственному исследованию лесосечного фонда в горных условиях.

Б качестве методологической основы принят комплексный подход к исследованию, базирующийся на теоретических и методических положениях сравнительной экологии и лесной таксации, разработанных С.С.Пятницким, И.С.Мелеховым, Н.П.Анучиным, М.А.Голубцом, С.В.Беловым, А.Г.Мошкалевым, Н.М.Горшениным, П.С.Пастернаком, Б.Ф.Остапенко, П.И.Молотковым и др.

Закономерности распространения лесной растительности Карпат изучены экологическим, картографическим, таксационным и аналитическим методами. Анализ лесной растительности проведен на основании учета следующих основных географических факторов:ориентации главных хребтов, высоты над уровнем моря, экспозиции склонов и перераспределения климатических факторов в связи с орографией местности, влияния хозяйственной деятельности человека и др.

Лесоводственное районирование и хозяйственная группировка типов леса произведены с учетом экологических факторов типологического анализа материалов пробных площадей, маршрутных описаний и существующих литературных данных.

Возрастная структура насаждений изучалась на пробных площадях с помощью сплошной рубки деревьев, а также модельным способом. Горизонтальная и вертикальная структура насаждений исследована на 60 пробных площадях, величиной 0,2-1,0 га каждая с ограничением на них трансект шириной 20 и длиной 50-100 м. Составлялись планы трансект, на которые наносились расположение деревьев, их диаметры, проекции крон и другие таксационные показатели древостоев. На 16 пробных площадях проводили биогрупповые перечеты с замерами параметров морфоструктуры деревьев. Строение древостоев изучалось по материалам пробных площадей. При изучении таксационного строения древостоев основное внимание уделялось установлению параметров кривых распределения деревьев по диаметру и характера корреляционных взаимосвязей между диаметрами и высотами.

Изучение закономерностей хода роста различных категорий насаждений проводилось по методике ЦНИИЛХ с учетом предложений Н.П.Анучина /I960/, П.В.Воропанова /1962/, А.Т.Мошкалева /1968/, В.С.Мойсеева /1971/ и др. Динамика товарной структуры и качественные особенности древостоев исследовались по общепринятым в таксации и древесиноведении методиках с дополнениями Н.П.Анучина,

А.Г.Мошкалева, О.И.Полубояринова и др. путем закладки пробных площадей с использованием в основном метода модальных деревьев. Взаимоотношения древесных пород в древостоях изучались лесоводетвенно-таксационным методом с использованием положений Д.Д.Лавриненко /1965/, М.Т.Гончара /1977/, М.А.Голубца /1978/ и др. С учетом требований методики заложена серия пробных площадей в смешанных и чистых насаждениях с количеством деревьев не менее 100-150 шт. каждой породы. Для изучения экологических условий в основных категориях насаждений и их изменений под влиянием различных способов рубок использовался экспериментальный полустационарный метод.Фито-климат и его изменения при различных способах рубок /приток солнечной радиации,освещенность.температура воздуха и почвы,влажность воздуха и почвы/ изучались путем проведения периодических наблюдений /весной, летом, осенью/ на стационарах и контроле под пологом леса на специально оборудованных микроклиматических пунктах.

При исследовании на стационарах закономерностей распределения твердых осадков, изменение физико-химических и водно-физических свойств почв и подстилки при различных способах рубок и технологических приемах механизированных заготовок учитывались структура насаждений и топографические условия рельефа.

Совершенствование существующих и разработка новых способов рубок проводились путем закладки многосекционных стационаров /2-6 секций с контролем/ и пробных площадей по 0,5 га /2-3 шт./ с общим количеством учетных площадок 60-90 штук, размером 4 и?. При выборе участков для закладки стационаров соблюдался принцип типичности подбора насаждений и однородности рельефа. На стационарах исследовались постепенные семенно-лесосечные, группово-выборочные, добровольно-выборочные и сплошнолесосечные рубки, а также новые способы рубок: в еловых насаждениях - ромбовидные сплошные мелколесосечные, в буковых и пихтовых - гнездово-выборочные. Кроме того, изучались варианты сплошнолесосечных рубок по ширине и глубине лесосек, постепенные двух- и трехприемные и группово-выбороч-ные с различными по величине и размещению "окнами".

На этих стационарах для каждого способа рубок разрабатывались технологические схемы лесосечных работ с применением подвесной канатной, полуподвесной канатной, тракторной гусеничными и колесными тракторами, лебедочной наземной, конной наземной и ручной наземной трелевки. При этом устанавливалась степень повреждения древостоев, подроста и почвы. Для характеристики состояния древостоев при несплошных рубках принята классификация с группировкой деревьев на три категории, учитывающая размеры и размещение повреждений. Состояние подроста определяли по классификации, учитывающей степень угнетения и механического повреждения растений, в которой выделяли четыре категории.

Изучение повреждений почвы проводилось при помощи специально сконструированного прибора, по ходовым линиям, а также общим картографированием площади лесосек точечным методом.

Исследование естественного возобновления под пологом леса проводилось на пробных площадях и на стационарах до рубки. Ход естественного возобновления при различных способах рубок и после окончания их на вырубках изучался на одних и тех же пробных площадях до рубки, в первый год после рубки, ежегодно в первое пятилетие, после повторных приемов рубок и на вырубках через каждые 10 лет.

Рост и продуктивность культур быстрорастущих ценных пород изучался по общепринятой в таксации методике. Все лесоводственные и таксационные исследования проводились на типологической основе. Подробные методики исследований по каждому программному вопросу приведены в соответствующих главах.

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Сабан, Ярослав Александрович

высоты

Одновозрастные

Условно одновоз-растные

Разновозрастные

Одновозрастные

Условно одновозрастные

Разновозрастные

Одновозрастные

Условно одновозрастные

Разновозрастные

Ельники

0,2А: к до 7

0,2-1,OA 7-24 1,0А 24

Буковые 0,2А до 7

0,2-1,OA 7-22 1,0А 22

Пихтарники 0,2А до 9

0,2-1,OA 1,0А

9-18 18 до 22

22-34 35

ДО 24

24-36 36

17-25

25-36 36

8-10

10-20 20

6-8

8-10 20

4-10

10-20 20 s Средний возраст насаждений

Выделенные таким образом типы возрастной структуры в древосто-ях различных пород по возрастной изменчивости мадо отличаются по таксационным и статистическим показателям.

Значительно большая разница коэффициентов изменчивости наблюдается между типами возрастной структуры /табл.2.3/.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изучены закономерности формирования, распространения, структуры и производительности лесов Карпат, разработаны вопросы повышения их продуктивности и устойчивости на типологической основе. Выдвинута идея использования экологического потенциала типов леса для повышения продуктивности насаждений, обоснована необходимость комплексного экологического анализа взаимосвязей условий среды и растительности, природы лесообразователь-ных процессов, особенностей формирования и роста насаждений как теоретической основы для разработки дифференцированных лесохо-зяйственных мероприятий по группам типов леса, доказана практическая потребность выделения модальных древостоев в качестве отдельного объекта таксации и хозяйственной деятельности, а также необходимость использования естественного лесовозобновления и комбинированного лесовосстановления для повышения биологической устойчивости и ценности лесов.

На основании литературных данных, истории лесного хозяйства, а также наших исследований лесов Карпат, динамики роста, продуктивности и генеративного возобновления сомкнутых и модальных насаждений, изменений лесных биогеоценозов, возникающих под действием рубок и механизированных лесозаготовок, установления закономерностей формирования молодняков при различных способах рубок можно сделать следующие основные выводы.

Географическое распространение лесов Украинских Карпат подчинено экологическим закономерностям, характерным для всей карпатской горной системы. Вместе с тем эти леса характеризуются особыми, только им присущими свойствами; высотная поясность здесь имеет наилучшую выраженность в Карпатской дуге. Значительного разнообразия достигают экологическая неоднородность природных комплексов, пространственная структура, нашедшая выражение в типах леса. Последние в виде хозяйственных групп типов леса наряду с классификацией лесной растительности и лесоводственным районированием положены в основу образования хозяйственных секций и разработки системы лесоводственных мероприятий. Для типов леса разработан специальный определитель, который отличается от ранее издаваемых определителей новыми признаками, такими как суммы площадей сечения, средние высоты, топографические характеристики и др.

Интенсивная эксплуатация лесов в прошлом существенно повлияла на строение насаждений, что отразилось в понижении диапазона изменчивости диаметра в модальных по сравнению с нормальными. В них наблюдается уменьшение показателей ассиметрии, эксцесса и коэффициента изменчивости по диаметру. Кривые распределения деревьев по диаметру различных категорий насаждений в целом близки к биноминальной кривой.

Выявленные закономерности в строении насаждений могут использоваться для проектирования, определения сортиментной и товарной структуры.

В современном лесном покрове Карпат представлены насаждения естественного, частично смешанного и искусственного происхождения. Господствующими являются относительно одновозрастные насаждения, сформировавшиеся в начале прошлого столетия при сплошнолесосечной форме хозяйства. Максимальный возраст данных насаждений равен обороту рубки, а нижняя его граница, вследствие периодического пополнения древостоя подростом, размыта на несколько классов возраста. Значительная площадь лесного фонда приходится на одновозрастные древостой /в основном искусственного происхождения/. Наименьшую площадь занимают разновозрастные насаждения, сохранившиеся преимущественно в заповедниках, а также естественные леса в недоступных местах, или сформировавшиеся под влиянием выборочных рубок.

Выделено три типа горизонтальной структуры: а/ групповой; б/ куртинно-групповой; в/ относительно равномерный.

В вертикальной структуре насаждений, вследствие высокой теневыносливости лесообразующих пород, слабо отражена возрастная структура. Характеристики их полога, как правило, однозначны,что позволяет применять синтетическую таксацию.

Возрастная динамика роста и продуктивности древостоев в различных лесорастительных условиях и типах леса проявляется индивидуально для каждой породы в зависимости от категории насаждений и рубок ухода. В частности, модальные естественные буковые, пихтовые и еловые насаждения в наиболее распространенном типе леса - влажном сугрудке - в докульминационный период характеризуются сложной разнообразной динамикой роста. Позже, после прохождения кульминации, наступает стабилизация изменения их основных таксационных показателей. Наилучшими таксационными показателями характеризуются высокополнотные искусственные пихтарники, далее следуют естественные модальные и нормальные пихтарники.

Влияние рубок ухода в буковых насаждениях сказывается в основном на изменение полноты. В зависимости от интенсивности изреживания улучшается рост, повышается общая продуктивность и качественная структура древостоев. По результатам исследований возрастной динамики насаждений составлены модели роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород на типологической основе.

Взаимоотношения пихты с буком и ели с пихтой во влажном сугрудке и влажном груде на различных этапах роста меняются, но в итоге складываются благоприятно, способствуя образованию смешанных устойчивых насаждений.

Качество древостоев главных лесообразователей высокое и зависит от типа леса, плотности древесины и лесохозяйственных рубок.

Б горных условиях на качество древесины оказывает влияние также высота местоположения над уровнем моря. Здесь число годичных слоев на I см у деревьев пихты, бука и ели больше, чем на равнине, и процент поздней древесины выше. Товарная структура фактических запасов зависит от происхождения, полноты и режима выращивания древостоев. При этом крупную древесину в модальных насаждениях можно получить на 20 лет раньше, чем в полных, и к возрасту спелости при умеренных рубках ухода ее количество увеличится на 20-22%.

Продуктивность и возобновление, как и рост и развитие насаждений, зависят от среды. Значительные изменения в лесную среду вносят хозяйственные мероприятия и в первую очередь рубки главного пользования. Из. экологических факторов наибольшему влиянию подвергается микроклимат насаждений. Степень изменения элементов микроклимата и их колебания зависят, с одной стороны, от состава, структуры, сомкнутости, полноты и возраста древостоев, наличия подлеска и подроста, с другой стороны - от способов проводимых рубок.

В буковых насаждениях колебания микроклимата больше выражены, чем в елово-пихтовых как на протяжении суток, так и вегетационного периода. В течение вегетационного периода наибольшие суточные колебания уровня солнечной радиации и под пологом, и на вырубках происходят весной в ясную погоду, когда проявляются наиболее резкие изменения температуры и влажности.

В куртинах подроста в весенний период среднедневная температура верхних слоев почвы ниже, а ее колебания на поверхности почо вы в три раза меньше, чем на лесосеке, лишенном подроста.

Менее существенные изменения микроклимата, в том числе экстремумы температуры, наблюдаются при группово-выборочной и семеннолесосечной рубках. При группово-выборочной рубке ход температуры воздуха и освещенности зависят в основном от величины и формы окон, а также от высоты окружающего древостоя, а при постепенной семенно-лесосечной - от интенсивности рубки.

В гумидных условиях Карпат особое место занимает водорегулирующая способность лесных экосистем, которая в значительной степени определяется накоплением и удерживанием осадков, промерзанием почвы и другими факторами.

Рубки главного пользования вносят значительные изменения в почвенную среду. Наибольшие изменения при проведении рубок претерпевает в основном верхний слой почвы глубиной до 30 см. Общая порозность в еловых лесах после первого приема трехприемной постепенной семенно-лесосечной рубки снижается на 11,8$, в среднем окне группово-выборочной рубки - на 17,8$ и после сплошнолесосеч-ной рубки - на 22,1$. Инфильтрационная способность соответственно снижается в 1,8, 1,2 и 2,0 раза, а на волоках - почти в 100 раз по сравнению с контролем.

Поверхность почвы и подстилки наиболее изменяется при сплошных рубках с наземными способами трелевки. Меньше всего повреждений при канатно-подвесной трелевке и внутрилесосечной транспортировке колесными тракторами. Повреждаемость почвы при лесозаготовках возрастает с увеличением крутизны склона и глубины лесосеки. При трелевке зимой почва сохраняется лучше, чем летом.

Исследуемые способы рубок по степени убывающего влияния на условия лесной среды можно расположить в такой последовательности: сплошнолесосечные, ромбовидные мелколесосечные сплошные, постепенные семенно-лесосечные, группово-выборочные, гнездово-выборочные и добровольно-выборочные.

Основные способы рубок главного пользования, применяемые на протяжении четверти столетия, в соответствии с новыми Правилами во многих случаях не отвечают природе горных лесов и требуют совершенствования на более современной типологической основе.Сплош-нолесосечные рубки не обеспечивают естественного возобновления ели и других пород, значительно уменьшают водоохранные свойства почв и растительности, лишая защиты самосев, сильно уничтожают подстилку, разрушая поверхностный слой почвы, что обуславливает ускорение эрозии. Предложенные нами для ельников ромбовидные сплошные мелколесосечные рубки обеспечивают естественное возобновление леса, боковую защиту самосева без нарушений свойств биогеоценозов.

Не всегда эффективны, как показала практика, в буковых лесах постепенные семенно-лесосечные рубки, особенно в два приема, предусматривающие естественное возобновление, так как по возобновительному эффекту они мало отличаются от оплошнолесосечных рубок и часто требуют создания культур. Трехприемные постепенные семенно-лесосечные рубки обеспечивают формирование из подроста смешанных молодняков, повышают продуктивность путем образования почвен-но-светового прироста и незначительно влияют на водоохранно-за-щитные свойства.

Группово-выборочные рубки, рекомендованные Правилами, хотя и обеспечивают естественное возобновление, но из-за сложной техники применяются не часто. Причем при повторных рубках расширенные окна теряют благоприятные условия для естественного возобновления, зарастают травяным покровом /ежевика, малина и др./, отрицательно влияющим на этот процесс.

Разработанные гнездово-выборочные трехприемные рубки учитывают биологические свойства лесообразующих пород, позволяют сохранять в гнездах оптимальную комбинацию микроклиматических факторов для возобновления смешанных и формирования разновозрастных насаждений. Лесоводственная эффективность применяемых способов главных рубок в значительной степени определяется организацией, технологией и механизацией лесозаготовок. Анализ показал, что в горных условиях следует широко применять технологические схемы лесозаготовок на базе канатно-подвесных установок ЛЛ-26, ЛЛ-26А, УК-1-ЗТ и колесных тракторов типа ЛТ-157 на допустимых уклонах.

Предложенные нами технологические схемы для различных механизированных способов рубок обеспечивают высокую сохранность почвы, подроста и древостоя.

Выбор способов рубок и технологических схем лесозаготовок применительно к группам типов леса дают возможность значительно повысить продуктивность лесных группировок.

Разработанные нами научные основы лесовосстановления базируются на изучении семенной продуктивности и урожайности главных лесообразующих пород, всхожести семян, ритмике плодоношения и других характеристиках семенного фонда. Применение нового таксационного перечислительно-измерительного модельного метода позволило установить общую урожайность семян, ее зависимость от строения древостоев, ставшие главным критерием для планирования семенного возобновления.

За основу лесовосстановления в Карпатах возможно и целесообразно принять естественное семенное возобновление.

Естественное семенное возобновление главных лесообразующих пород - бука, пихты и ели, и сопутствующих - явора, ильма и ясеня в основных типах леса под пологом при средних полнотах проходит успешно. Количественные и качественные характеристики самосева и подроста зависят от следующих основных факторов: типа леса, полноты насаждений, высоты над уровнем моря, экспозиции склонов, развития травяного покрова, мощности подстилки. Естественное возобновление на лесосеках и вырубках зависит от способов рубок. На сплошнолесосечной вырубке естественное возобновление лесообра-зователей осуществляется неудовлетворительно, с частичной сменой пород, вследствие чего формируются молодняки упрощенной структуры, низкокачественные, с низкими защитными свойствами.

Предложенные нами ромбовидные сплошные мелколесосечные рубки обеспечивают естественное возобновление леса. При добровольно-выборочных, группово-выборочных и частично при постепенных семенно-лесосечных в три приема формируются смешанные относительно разновозрастные молодняки коренных пород.

Гнездово-выборочные рубки в буковых и пихтовых насаждениях обеспечивают образование разновозрастных смешанных молодняков ценных пород, на сугрудковых и грудовых типах они содействуют наряду с естественным возобновлением повышению продуктивности лесов в целом.

Так как вследствие частичного повреждения при несовершенных приемах лесоэксплуатации не всегда удается полностью использовать самосев и подрост, целесообразно проводить комбинированное лесо-восстановление путем частичных культур ценных быстрорастущих пород - дуба северного, лиственницы европейской и дугласии зеленой, создаваемых в соответственных экологических условиях, где древостой с их участием намного превышают по продуктивности древостой из коренных пород.

В процессе экспериментальных исследований установлено, что в системе лесовоостановительных работ положительные результаты дают мероприятия по содействию естественному возобновлению. Их эффективность зависит главным образом от типов леса и вырубок, а также от структуры насаждений и периодичности плодоношения. Наиболее результативными мероприятиями по содействию естественному возобновлению главных лесообразующих пород под пологом леса являются снятие полосами и площадками лесной подстилки с рыхлением поверхности почвы, а на вырубках - в основном для сопутствующих пород при наличии источников обсеменения - рыхление поверхности почвы с частичной прополкой травяного покрова.

Экспериментальное изучение методов учета самосева и подроста, составленная оценочная шкала позволяют определить необходимые способы лесовосстановления, их соотношение и относительную эффективность на лесовозобновительных площадках с целью интенсификации лесовосстановления, хозяйственной оценки естественного возобновления.

Высокая эффективность естественного возобновления, дополненного мероприятиями по содействию ему, подтверждается также экономическими показателями.

На основании проведенных исследований сформулированы рекомендации производству, которые частично опубликованы: статья "Требования к выполнению лесосечных работ при рубках главного пользования" /1969/, методические рекомендации для лесоустройства на типологической основе "Строение, ход роста и динамика товарной структуры древостоев основных лесообразующих пород по типам леса и с лесоводственным районированием" /1977/, монография "Экология горных лесов" /1982/. Значительная их часть внедрена и используется в производстве.

Для практического использования предложены: I. Лесоводственно-типологическое районирование и хозяйственная группировка типов леса для организации хозсекций и ведения хозяйства на типологической основе.

2. Лесоводственно-таксационные определитель типов леса.

3. Установленные закономерности, полученные научные результаты и выводы, которые вошли в новые Правила рубок главного пользования для лесов Карпат.

4. Новые способы рубок: гнездово-выборочные, разработанные для свежих и влажных пихтачей и супихтачей, бучин и субучин и ромбовидные мелколесосечные сплошные рубки свежих и влажных раменей и сураменей.

5. Технологические схемы лесосечных работ, разработанные для различных способов рубок и экспериментально проверенные на базе современных машин и механизмов.

6. Модели роста и продуктивности, таблицы товарной структуры для нормальных и модальных насаждений главных лесообразующих пород основных типов леса, которые переданы Украинскому лесоустроительному предприятию В/О "Леспроект" и использовались при очередном лесоустройстве Карпат в 1980-82 годах, а также в лесхоззагах и комбинатах для практического ведения хозяйства.

7. Таблицы стандартных сумм площадей сечений и запасов для преобладающих типов леса и категорий древостоев.

8. Комплексная шкала для оценки самосева и подроста под пологом и на вырубках и определение соотношения методов лесовосстанов-ления.

9. Рекомендации по содействию естественному возобновлению леса.

10. Рекомендации по лесоводственным требованиям к эксплуатации в горных условиях.

Установленные закономерности, выводы и рекомендации диссертационной работы будут содействовать интенсификации лесного хозяйства карпатского региона, ведению его на качественно новом уровне. Материалы диссертации можно использовать для дальнейших исследований структур различных категорий насаждений и их влияния на водоохранные и почвозащитные функции.

Проведенные нами исследования подтверждают необходимость дальнейшего изучения экологических особенностей лесной растительности Карпат, разработки способов их реконструкции и хозяйственного использования. Перспективными в этом плане являются следующие направления:

1. Выявление ценных для народного хозяйства форм аборигенных и экзотических древесных пород и кустарников, разработка способов формирования быстрорастущих древостоев.

2. Исследование процессов плодоношения насаждений с целью выращивания устойчивых и высокопродуктивных форм древесных и кустарниковых пород, разработка способов их разведения на селекционной основе.

3. Совершенствование систем мероприятий ведения хозяйства различных категорий лесов для многоцелевого их использования.

4. Долгосрочное прогнозирование основных направлений ведения лесного хозяйства и использования лесных ресурсов.

5. Изучение природоохранных и рекреационных функций горных лесов, включая водоохранные, почвозащитные и климаторегулирующие свойства разных категорий лесов и включение результатов исследований в комплексную программу использования лесных ресурсов Карпат.

Исследования в этих направлениях будут содействовать дальнейшему развитию комплексного ведения лесного хозяйства в горных условиях.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Сабан, Ярослав Александрович, Львов

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М.: Политиздат, 1981. - 262 с.

2. Абашидзе Я.Л. Возобновление бука в некоторых типах леса Кахетии. Лесное хозяйство, 1953, 16 II, с. 12-16.

3. Азниев Ю.Н. О методах учета урожая семян сосны. В кн.: Лесоведение и лесное хозяйство. Минск, 1972, № 6, с. 6367.

4. Азмайпарашвили Л.С., Двалишвили С.И. Изучение влияния различных категорий лесных площадей на дебит минеральных источников курорта Саирие. В кн.: Труды Тбилисского института леса, 1975, т. ХХ1У, с. 89-99.

5. Азмайпарашвили Л.С., Хараишвили Г.И., Чагелишвили Р.Г. Изучение водоохранных свойств горных лесов. Методика. Тбилиси: Мецниереба, 1972. - 66 с.

6. Алексеев В.А. Световой режим леса. Л.: Наука, 1975. - 227с.

7. Алисов Б.П. Климат СССР. М., 1956. - 187 с.

8. Альбенский А.В. Селекция древесных пород и семеноводство.

9. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1959. 306 с.

10. Андрианов М.С. Вертикальная термическая зональность Советских

11. Карпат. В кн.: Научные записки /Львовский госуниверситет им. Ивана Франко, Географический сборник/, 1957, т.40, вып. 4, с. 6-13.

12. Андрианов М.С. Кл1мат. В кн.: Природа Укра1нських Карпат.1. Львов, 1968, с. 32-38.

13. Андрущенко Г.А. Некоторые данные к познанию процесса образования и условий плодородия бурых лесных почв Западных и Закарпатской областей УССР. В кн.: Научные записки Львов, с/х ин-та, 1952, т. Ш, с. 24-28.

14. Андрущенко Г.А. Почвообразовательный процесс и условия поднятия плодородия почв на полонинах Советских Карпат. В кн.: Научные записки. Львов: изд-во ЛГУ, 1954, т. 1У, с. 177194.

15. Андрущенко Г.А. 0 вертикальной почвенной зональности Советских Карпат. Географ, сборник, 1957, вып. 4, с. 180188.

16. Андрущенко Г.А. Грунти Карпатських rip I прилеглих територ1й.

17. Автогрунтов1 групи Передкарпаття, Карпат I Закарпаття. -В кн.: Методика досл1дження грунт1в. Харьков, 1958, с.188-258, с. 357-398.15