Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РУБОК УХОДА В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

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

Автореферат диссертации по теме "НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РУБОК УХОДА В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА"

УРАЛЬСКИи лесотехнический институт

Л-цл'дзгу

На оравах рукописи. МАКАРЕНКО Евгений Александрович

Научное обоснование рубок ухода в лесных культурах Северного К а за хстан а

06. 03.03. — лесоведение, лесоводство, защитное

лесоразведение; лесные пожары н борьба с ними

А В Т О Р Е Ф ЕР Л Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных паук

Свердловск — 1978 г.

■С

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательском институте лесного хозяйства и агролесомелиорации

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Глаэырнк В. М.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Луганский Н, А.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Клебанов А, Л.

Ведущая организация (предприятие) — Кокчетавекое областное управление лесного хозяйства н охраны леса, Казахской ССР.

Защита состоится < » _1978 г.

_» часов на заседании спеДиалнзнронянного совета К-94/1 К 063. 35. 0) по присуждению ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук в Уральском лесотехническом институте (620042. г. Свердловск, Сибирский тракт, № 37).

С диссертацией можно ознакомиться 8 библиотеке Уральского лесотехнического института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета ЧЕРНЫШЕВА Валентна Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы п задачи исследований. Основными направлениями развития народного хозяйства на 1976-1980 годы предусмотрено повышение продуктивности лесов, получение большего количества товарной древесины с каждого гектара лесной площади, рациональное использование лесных ресурсов (Материалы XXV съезда КПСС).

Одним из лесохозяйственных мероприятий; позволяющих выполнить поставленные задачи, являются научно обоснован- ■ ные рубки ухода.: Несмотря на громааный опыт, накопленный * лесным хозяйством по этому вопросу, остается нерешенной проблема целенаправленного формирования моладняков искусственного происхождения в районах с засушливым климатом, что подчеркнуто конференцией по массивному лесоразваленню в Казахстане, состоявшейся 29 июля 196S г. в г. Щучинске. Несвоевременное проведение рубок ухода приводит к образованию древостоев с малым средним диаметром и низшим выходом деловой. древесины, особенно крупных сортиментов, что снижает качественную продуктивность насаждений.

Поэтому научное обоснование рубок ухода в лесных пульту pax Северного Казахстана является одной из важнейших задач ведения хозяйства с целью получения высокопродуктивных и устойчивых насаждений.

Работа выполнена по плану HHP Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации.

Цель и задачи исследований. Цель работы — разработка научно обоснованных рекомендаций по проведению рубок ухода в-чистых сосновых и березовых молодияках искусственного происхождения Северного Казахстана.

В связи с этим предусматривалось исследовать: динамику линейного прироста в высоту; формирование полога насаждений; накопление ассимиляционной массы с возрастом; закономерности роста отдельных деревьев: форму и лолиодревест-ность стволов; влияние рубок ухода на прирост деревьев и 'дре- ' востоев; изменение экологических^фежлпггсгв^^нродуктивносш

■a, гг.:

ассимиляционной массы под влиянием разреживания насаждений; различные технологические схемы рубок ухода и дать их экономическую оценку.

Научная новизна и практическая ценность. Впервые з Северном Казахстане в молодых культурах сосны н березы изучены дннамчгка сомкнутости полога, накопления . хвои и листвы. Установлен возраст кульминации прироста по высоте. Изучены процесс перегруппировки деревьев с возрастом, форма и полнодревестиость тоикомерных стволов. Выявлено влияние рубок различной интенсивности на прирост деревьев н дре-востоев, экологические режимы под пологом насаждений и продуктивность ассимиляционной массы. Дана экономическая оценка различным способам рубок ухода.

На основе выявленных закономерностей формирования дрсвостоев лесных культур установлены возраст начала первого приема рубок ухода, технология их проведения, нормы пз-реживанил древостоев и составлены таблицы объемов тоикомерных стволов.

Основные результаты исследований обсуждены и одобрены на научно-технической конференции «Пути повышения эффективности лесного хозяйства и улучшения лесово'сстановн-тельных работ» (Новосибирск, 1972); на всесоюзной научной конференции «Проблемы лесовосстановлешгя» (Москва, 1974); на научно-производственной конферетции «Современная технология лес ©хозяйственных и агролесомелиоративных работа (Щуишек. 1975); на совещаниях-семинарах «Рубки ухода в лесных культурах Северного Казахстана» работников лесного хозяйства Целиноградской (1976), .Кокчетавокой н СевероКазахстанской областей (1977).

Реализация работы. На основе выполненных исследований подготовлены технические указания «Рубки ухода в мо-ладияках искусственного происхождения Северного Казахстана», которые прошли производственную проверку в 1975 г> ду в Аиртавском лесхозе Кокчетавской области, в 1976 году в 23 лесхозах Северо-КазахетанокоЙ, Кокчетавской и Целиноградской областей и внедрены в 1977 году в этих областях на площади 015 га с экономическим эффектом 2,7 тыс. рублей.

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в восемнадцати научных статьях.

Объем работ. Диссертационная работа изложена на -

страницах машинописного текста, содержит введение, VII глаЕ.

выводы, список литературы 2В5 наименований (из них 11 иностранных), 4 приложения. Текст иллюстрирован 43 таблицами и 15 рисунками.

Обоснованность и достоверность результатов исследований.

Результаты исследовании базируются на боаыцом экспериментальном материале, который обработан на ЭВМ «Про-мннь-2» н «-Напри-2» с использованием методов математической статистики. Выводы получены на основании анализа ста-ТИСТ1 гческн достоверных результатов исследований.

I. КРАТКИИ ЛИТЕРАТУРНЫМ ОБЗОР

Большой вклад в развитие теории и практики рубок ухода внесли отечественные лесоводы (Морозов, 1928; Эйтинген, 1934; Шустов, 1938; Колонков, 1940; Нестеров, 1951; Дерябин, 1953; Георгиевский. 1957; Тимофеев, 1957; Конова-,лов, 1965. 1973; Изюмский, 1969; Давыдов, 1971; Атрохин, 1971; Кожевников. 1974; Сеннов, 1977 и многие другие).

Обоснование лесохозяйствекиых мер ухода в искусственных насаждениях приводится в работах Н.Т, Смирнова (1953), Л. Л. Макаренко (1960). В. К. Попова (1972), А. М. Кожевникова (1974), П. П. Изюмского (1975), В. II. Рубцова н до. (1976), Д. II. Деря&нна (1976).

По мнению большинства исследователей ру&кн ухода следует начинать возможно раньше с наступлением общей сомкнутости полога (Гаель, 1952; Рубцов, 1957; Набатов, 1962; Изюмскнй. 1970), в период максимальных линейных прилетов (Макаренко. 1963; Рубцов, 1969) и запасов хвои (Воронко», 1973).

Большая роль в проведении рубок ухода отводится правильному отбору перспективных деревьев, оставляемых на корню, а здесь немаловажное значение .имеет форма стволов, исследованию которой посвящено много работ (Захаров, 1956; Чуеиков. i960; Бедик, 1965; Соколов, 1965; Платов,-'1970).

Лучшие деревья можно определить путем изучения прироста по основным таксационным показателям (Тюрин, 1945; Георгиевский, 1957; Звиедрнс, 1961: Рубцов 1961; Эйтинген, 1962) и процесса их перегруппировки с возрастом (Эйтинген, 193-1; Грибанов, 1959; Макаренко, 1965).

Интенсивность изрежнвания зависит от возраста проведения перзого приема разрезшвания и целевой установки ухода (Георгиевский, 1957; Нестеров. 1960; Давыдов, 1971; Oradle}, 1960; Fries, 1965; IWer, 1967).

Рубки ухода изменяют экологическую обстановку в дре-востоях. Увеличивается освещенность (Молчанов, 1961; Савина, 19G1; Иванов, 1962; ИзюмскиЙ, 1970; Давыдов, 1971), лучше прогревается воздух и почва (Харитоновнч, 1938; Савина, 1961; Молчанов, 1964; ИзюмскиЙ, 1969; Макаренко, Смирнов ,1973), увеличивают запасы влаги в почве (Молчанов. Губарева. 1965; Юрко реки й, 1966; Кожэвнгшов, 1974). В засушливых условиях чрезмерное треживание насаждений может пр^ести к иссушению верхних слоев почвы (Тольскнн, 1911; Жуков, 1963; Нзюмский, 1969).

Таким образом, рубками ухода различной интенсивности можно существенно менять условия среды под пологом насаждений.

Изменение экологической обстановки приводит к лучшему росту оставшихся деревьев (Харитоновнч, 1962; Моисеенко, 1974; Рубцов, и др., 1976), что способствует быстрому восстановлению запаса древостоя. Большую роль в этом играет выбранный метод ухода.

В лесных культурах, кроме равномерного шреживаннч применяются линейные рубкн с вырубкой отдельных рядов (Попов. 1972; ИзюмскиЙ, 1975; КоЫЛЬ, 1975).

Необходимость проведения научных исследований по дальнейшему совершенствованию технологии работ при рубках ухода отмечается в работах В. Г. Атрохина, 1974; Л. М. Кожевникова, 1974; Бондора, 1974; Миллера, 1974; Марино-ва, 1974 н других.

Анализ литературных данных показывает, что несмотря: на довольно большое число работ, посвященных различным аспектам рубок ухода, в каждом регионе, особенно па границах ареала узучаемой древесной породы, необходимо уточнешге и в ряде случаев проведение длительных исследований по обоснованию лесоводственных и технических приемов воздействия на древостой в период его формирования. Это прежде всего относится к лесным культурам (Жуков, Бузыкин, 1977), особенно в Казахстане с его крайне неблагоприятными, лесорасти-тельньгмн условиями.

II. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИИ

Рельеф района представлен равнинами с волнистой поверхностью и многочисленными рядами сопок пли одиночными сопками (Сваричевская, 1965).

Межсопочиые пространства заняты черноземами, которые составляют около 39,4% площади почвы всего района, они име-

е

кот укороченный языковатый профиль при более высоком валовом содержания гумуса (Боровский и др., 1964).

Климат резко континентальный, засушливый. Лето жаркое. Нередки повышения температуры до 35 — 4 О "С, на поверхности почвы до +С8°С. Часты атмосферные засухи от Я до 15 вспышек за сезон (Утешев, 1953, 1959). Несмотря на относительно малую долю зимних осадков в общем количестве (20-30%), роль их в влагозарядке почвы велика (Кузнецов, 1900).

Растительность Северного Казахстана описана во многих работах [Сукачев (1948); флора Казахстана т. I (1956); т. II (1958); Гудочкин, Чабан (1958); Гр|£банов, Лагов, Чабан (1970); Бирюков (1974) и др.].

Лесная растительность представлена иа;севере березовыми колками, в центральной части и на юге сосновыми насаждениями. растущими на сопках и увалах. Понижения заняты березовыми с примесью осины лесами.

Искусственные насаждения созданы па 1. 01. 1973 г. в Северо-Казахстанской, Кокчетавской н Целиноградской областях на площади 141,2 тыс. га. Усилия работников лесхозов, использующих предложения пауки, позволили вырастить лесные культуры хорошего состояния.

Однако, из-за жестких климатических условий и отсутствия своевременных рубок ухода отмечались факты распада и гибели отдельных участков искусственных насаждений. Поэтому изучение процесса формирования лесных культур стало насущной задачей нашего времени, с целью создания устойчивых высокопродуктивных насаждений.

III. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ

Программой предусматривалось изучение следующих вопросов:

1 — установление возраста начала проведения рубок ухода;

2 — обоснование выбора лучших деревьев; 3 — разработка норм нзрежнвания искусственных насаждений; 4 — изыскание перспективных технологических схем рубок ухода в лесных культурах и лх экономической оценки.

Исследования проводились в чистых сосновых и березовых молодняках лесных культур на временных и постоянных пробных площадях (ПП) с числом деревьев от 200 до 600, применительно к методике Н. П. Георгиевского (1953). Для длительных стационарных наблюдений на 1/4 ПП все деревья нумеро-

Вались л картировались и у них измерялись поперечники п протяженность кроны. Временные пробные площади (ВП) закладывались для изучения динамит! сомкнутости полога и ассимиляционной массы, определения возраста кульминации прироста в высоту, процесса перегруппировки деревьев по высоте и диаметру, а та^же формы и полиодревестиости стволов. Все деревья на ВП картировались н у них замерялись диаметры, высоты, высота прикрепления живого сучка, диаметры кроны в двух направлениях (вдоль и поперек ряда).

Изучение объема и сбега стволов проведено по методика В. К. Захарова (1956), а учет надземной фитомассы выполнен в соответствии с методическими указаниями Л. Л. Молчанова, В. В. Смирнова (1967).

Изменение экологических режимов под пологом древосто-ев изучалось на 12 ПП с 1968 по 1974 г.г, в 10 стационарных точках на канедой секции, методом обхода, три раза за вегетационный период через 2 часа в течение дня. Проводились наблюдения за освещенностью, температурой н относительной < влажностью воздуха на высоте V.3 м. температурой почвы (на глубинах О, 10; 20, 30 см) и ее влажностью (терм о-ве совы м методом но генетическим горизонтам) до глубины 100 см. Использовались люксметры Ю-16, асп и рационные психрометры, срочные термометры, термометр л! щулы, весы и другое оборудование. Глубина промерзания и интенсивность оттаивании почвы определялась в трехкратной яовторностн при помощи мерзлотомера Данилина длиною 1,5 и 3 м, через каждые 10 — 20 дней. Снегонакопление и снеготаяние изучалось по 20 стационарным рейкам на каждой секции ПП, а к началу периода снеготаяния в 10-20-кратной повтори ости определялся запас воды в снеге.

Стационарные опыты по изысканию перспективной технология рубок ухода заложены по следующим вариантам.

1. В сплошных чистых искусственных насаждениях с составом ЮС или 10Б.

Секция «А» — контроль, без разреЖ1гвашш;

«Б» — разреживание полога, исходя из принципов отбора лучших и худших деревьев;

UB» —сплошная вырубка дереьев через 1 ряд.

уборка отставших в росте в оставшихся рядах;

«Г» — сплошная вырубка деревьев через 2 ряда в оставшихся рядах — вырубка деревьев отставших з росте;

«Д» — сплошная вырубка деревьев через 4 ряда с рэзрйкйва^ием полога в оставшихся кулисах, исходя из принципов отбора лучших и худших деревьев.

Перед закладкой ПП на рубки ухода проведено рокогпое-• цнровочпое обследование лесных культур на площади около - 70 тыс. га с привлечением материалов лесоустройства. В течение 1960—1969 годов заложено 42 секщш (ПП), общей площадью 8,6 га. Для различных целей заложено 47 временных пробных площадей, взято 1220 модельных деревьев из них 556 для определения фнтомассы. Обмерено 27800 деревьев, у 8700 шт. измерены поперечники крон. Наблюдении за микроклиматом проведены на 12 ПП в течении 4 лет. Кроме того заложено и описано 18 почвенных разрезов, взято для определения объемного-веса 120 образцов почв.

IV. УСТАНОВЛЕНИЕ ВОЗРАСТА НАЧАЛА ПРОВЕДЕНИЯ РУБОК УХОДА

Проведение первых рубок ухода в древостоях должно базироваться на знании закономерностей их формирования. Из числа многих, согласно литературных сведений, к ним прей еде всего, относится изменешгя сомкнутости полога, динамика ассимиляционной массы и период кульминации линейного прироста.

Как показал анализ собранного материала, смыкание крон в лесных культурах зависит в первую очередь от древесной породы, густоты посадки и условий произрастания. При ширине междурядий 1,5 м и расстоянии между растениями в радах 0,5 — 0,9 м смыкание крон на черноземах наступает в рядах у 65 — 81% деревьев на четвертый, пятый год после посадки, когда их диаметр достигает в среднем 0.55 — 0,71 м, а полное — на 8 — 9 год, когда у 82 — 93% деревьев кроны соприкасаются или проникли одна в другую. В междуряднях кроны смыкаются на 10—11 год при величине среднего диаметра кроны поперек ряда 1.45—1,58 м. Этот момелт сопровождается созданием лесной обстановки под пологом и умень-шепнем д1гфференц-иадии деревьев.

Сомкнутость полога достигает максимума в культурах с густотой 12 тыс, шт. растений на га — в 9 —10 лет, при густоте 8—10 тыс, шт. га — в 12—14 лет. в последующем она несколько снижается.

Сомкнутость, вычисленная по сумме площадей проекций крон, в густых культурах кульминирует раньше, чем в

редких. Ее величина достигает двух единиц по сравнению е ..площадью занятого древостоем участка, что значительно выше выявленных. А. А. Макаренко, Н. Т. Смирновым (1973) соотношений для естественных сосняков Казахского мелкосопочни-ка и близко к смешанным древостое Литвы (Кайркжштис, 1959). Наибольшее.перекрытие крон в культурах сосны отмечено в 11 —13 лет, у березы — в 9—12 лет.

Одной из важных характеристик роста деревьев, составляющих древостой, является возраст кульминации текущего •прироста в высоту, который повышается с увеличением ранга •деревьев.

Ранг.высоты 0—20 21—« 41—60 . 61—80 81 — 100

Возраст кульмн- 12,7 ±0,2 13,6 ±0,2 ¡3,9 ±0,2 14,7 ¿0,1 15,2 ±0,2 палии прироста

В среднем, по полученным данным максимум линейного прироста у деревьев сосны разного размера приходится на 13 —15 лет.

Количество, ассимиляционной массы в древостое —: важный показатель, определяющий продуктивность растительные сообществ. В культурах сосны и березы Северного Казахстана запасы хвои н листвы возрастают у сосны до 12 —1-1, а у березы до 10—11 лет, а затем начинают уменьшаться за счет отмирания нижних мутовок троны и отпада деревьев. Запасы хвои достигают 28 т., а листвы т— около 8 т, сыроговеса на 1 га. Масса хвои в исследуемых лесных культурах на 3—8 т на 1 га выше, чем в искусственных насаждениях растущих на песках с атмосферным увлажнением почвы (Воронков, 1970).

Выявленные возрасты максимальных запасов хвои и листвы совпадают с возрастом наибольших сомкнутости полога к коэффициента пегрек рыт и я крон, а также кульминации линейного прироста в высоту. Этот возраст необходимо считать наиболее критическим в фазе ускоренного роста древостоев лесных культур, т. к. любое нарушение гидрологического режима участков,, приводящее к снижению влажности почвы, может повлечь за собой, распад или значительные повреждения молодых древостоев. В этот период в древостоях лесных культур .следует начинать. рубки ухода, в культурах сосны — в 11 —13, а березы — в 9 —11 лет. Вырубка части деревьев уменьшит ассимиляционную массу в древостоях, что приведет к лучшему росту оставшихся особей и смягчению напряжен-1ЮСТИ в водном режиме участков.

V,-ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЛУЧШИХ ДЕРЕВЬЕВ

Лучшими деревьями, исходя из целевых установок выращивания насаждений могут быть признаны различные особи. ■Для' формирования высокопродуктивных древостосв лучшие деревья должны обладать повышенным. приростом, иметь хорошую форму ствола, нормальную крону и быть устойчивыми к неблагоприятным условиям среды.

IРост деревьев .различных размеров в насаждении зависит от многих факторов: наследственности, индивидуальных усло--вий среды, ■ взаимоотношений с соседними особями и другой растительностью и т. д. В- культурах сосны 12 —1-1-летнего ..возраста „величина прироста в-высоту , тесно связана с -высотою дерева (г => 0,8'15—0,999), теснота связи увеличивается, если ,взять прирост за,последние три,года: (г = 0,982— 0,999).

Аппроксимация опытных данных математическими зависимостями показала, -что лучшие результаты получены при • использовании-па/рабол второго и третьего порядка. Для культур сосны 3 2-летнего возраста, с густотою'10 тыс. шт. растений на>1 га и высотою 1,5 — 4 м уравнение выглядит следу-т-юш,11М образом:

у - 3,79—3,99х + 1,51ха—0,18х% ч^ =0,993, где у — линейный прирост в м; ос—. высота дерева в м; .Чу —показатель * точности выравнивания.

■ Связь*между-текущим приростом по диаметру и высотой оказалась умеренной (г 0,523^0,078), а с диаметром дерева — (тесной, (г =0,013±0,036),, при г^« 0,206.

Таким обрааом, как правило,. больший линейный и радиальный,, а.следовательно, и объемный прирост в молодых культурах имеют крупные деревья.

При проведении рубок ухода очень важно знать сохраняются ли тенденции повышенного прироста у отдельных особей в дальнейшем .т. . к. от этого .будет зависеть оценка лучших деревьев.

Исследование процесса перегруппировки по росту с возрастом, путем сравнения хода роста канадого растения с сосед. ним; в' ряду: и двухсмелшых- рядах.. (табл. 1), показало, что п лесных культурах более 50% деревьев сохраняют или увеличивают, в процессе роста свой ранг по. отношению к окружающим. То есть древостой формируется .преимущественно из крупных деревьев, которые сохраняют ранг па длительном протяжении времени, . .. . ,

Число деревьев по категориям н группам роста в культурах сосны

о а

С 5

п *_,

У t. *

tr тг ^

Й- ?( Э

Категории деревьев от общего числа)

I—сохраняют ранг

II — меняют ранг

в том числе а том чне.чепо группам

О iro группам г

<и о о - а [ б Б

ей а 16 Щ 1

21 129 54,2

23 97 53,6

21 99 34,3

21 J33 63,2

23 98 81,9

24 ЮО 76,0

по рысоте

39,5 14,7 45,8

36,0 17,6 46,4

22,2 12,1 ' 65,7 по диаметру

42,9 20,3 36,8

66,0 15,9 18,1

05,0 11,0 24,0

17,8 10,8 17,2 17,5 13,4 15,5 18,2 19,2 28,3

17,3 8,3 11,2

6,4 7,5 4,2

9,0 7,0 8.0

Перегруппировка по росту носит в большинстве своем ниспадающий характер. Отстающие в росте особи, снижая ранг, переходят в разряд отмирающих и подлежат удалению при рубках ухода. Деревья с неустойчивым ростом при благоприятных условиях могут значительно увеличить прирост и поэтому требуют определенной осторожности при отборе в рубку.

Деревья высших классов роста, сохраняющие свой ранг в большинстве случаев имеют здоровый прямой ствол с хорошим приростом в высоту (остроконечная вершина), равномерно развитую крону с протяженностью не менее 50% и формой 3:1 —4:1.

Одним из важнейших таксационных признаков, характеризующих лучшие деревья, их полнодревесностъ и производственную ценность, является форма стволов.

Установлено, что существующая слабая связь (г-0,167 ¿гО.ОбО иг =0,460±0,040) индексов диаметров и нормального видового числа с размерами деревьев не имеет существенного значения для таксации древостоев (Макаренко и др., 1972). Исходя из этого выведена средняя форма тонкомернык стволов сосны и березы в относительных величинах (табл. 2).

Форма стволов в культурах сосны н березы <ннслнтель — в коре, знаменатель — без коры) ™

Относительные высоты

Порода 0 0,2 0,4 0,6 0,8 j 0,9 ' '

Сосна Береза II 6,3 ±0,5 114,6±0,5 МО,3 ±0,8 92,4 ±0,2 95,3 ±0,2 87,1 ±0,3 75,8 ±0,3 82,0 ±0,4 68,8 ±0.4 53,9±0,Э 58,2±0,5 50,6 ±0,3^ 32,2 ±0,2 38,8 ±0,4 25,4 ±0,3 19,7 ±0,2 19.0 ±0,1 12,9 ±0.2

141,9± 1,3 90,4+0,4 72,4 ±0,5 53,6±0.5 26,2±0,6 13,4±0,4

Выявлено также существенное отличие формы тонкомер-пых стволов сосны н березы Европейской части СССР (Соколов, 1965; Захаров, 1966) от средней формы стволов этих же пород в Северном Казахстане (различие > 5%), вследствие чего таксация запаса молодых древостоев искусстве н и ого происхождения может проводиться с помощью составленных по средней форме местных таблиц объемов стволов сосны и березы.

Однако наличие хотя и слабой положительной связи менаду формой ствола и размерами деревьев делает предпочтительным отнесение к лучшим особям более крупных деревьев, которые кроме того обладают значительным приростом на протяжении длительного периода времени.

VI. ОПТИМАЛЬНЫЕ НОРМЫ ИЗРЕЖИВАНИЯ ДРЕВОСТОЕВ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР

Рубки ухода в лесных культурах снижают величину отпада и в ряде случаев полностью исключают его, только при слабом изрежива-кии и очень сильных рубках отпад имеет место. Кроме, того, изреживание насаждений оказывает влияние на.рост отдельных деревьев (табл. 3).

: Влияние рубок ухода на величину текущего прироста _деревьев^за 5.лет до,днавдетру Нгвисоте;(ПП"10>_

___' Степень изрсживания__

& о»

^ ж

а

ег Щ о и

гы см в к-контролю ( _2Ьм в % к_ контрол ю

■1,20 .12» ■ 121 ■167 1,5 : 127 (100 108

■8 1,70 112 Н8 153 1,7 .112 .100 .100

10 2,25 '109 116 140 : 1,8 .106 111

=13 '2,75 105 -115 1,9 100 ш не

14 3,25 105 1И 129 2,0 95 116 120

'О увеличением интенсивности рубки возрастает прирост по диаметру у-деревьев: всех размеров.'Наибольший прирост на контрольных и опера-мсвных секциях имеют .крупные особи, х-спя более аысоше-темпы роста отмечаются, как правило, у тонком ерньхх деревьев, -Процент прироста, вычисленный по .формуле. Пресслера, > был большим- на оперативных .участках.

• Прирост по высоте не имел четкой связи-с'интенсивностью изреживания, что подтверждает существующую точку зрения, о том, что трубки ухода могут не влиять, снижать или увеличивать его у оставшихся деревьев, все зависит от состояния древостоя и его первоначальной густоты. Следует отме--тупь, что на секциях, сочетающих линейную рубку каждого пятого.ряда.с селективной рубкой в кулисах,.величина'прироста оказалась близкой к приросту на секциях с, равно-мерным нэрежнванием.

'Изреживание лесных культур уменьшило сумму площадей сечеинй и запас оставшихся деревьев. - Спустя <4—в лет после проведения рубок.ухода сумма площадей.сечений восстановилась; в ; 10-летних березовых и в 16-летних древостоях СОС1Ш, за исключением ^секций «В». - Однако на всех оперативных участках (за исключением <?Б» Пп 11) она .спустя 4—'6 лет1 после разреживания была'ниже, чем на контроле. В течение 5 лет древостоя успевают -восстановить-потери в запасе после рубок ухода. Текущий среднепернодический прирост • по запасу па изреженных участках за этот период оказался . ниже, - чем на контроле (исключение • секция «Б»,' ПП 15). Очень сильное шреживание (секция «В») .привело < к умень-

21

шению прироста до. 60 %. Процент прироста на разреженных секциях был выше, чем на контрольных.

После проведения рубок ухода сомкнутость полога существенно изменилась,, за пятилетний период она достигла первоначальной величины только на отдельных секциях равномерного изреживання «Б» (ПП 16, 18). В 24 случаях нз 29 сомкнутость полога была более 0,7, что указывает на нормальное формирование полога лесных культур под воздействием рубок ухода различной интенсивности.

Яырубка части дереР1-ев г ¿ квела к снижению сомкнут-г, ■/и полога, з связи с чем чзмемынсь экологические режим*! в насаждении.

Освещенность в первый год после рубок увеличилась на секциях «В» — (до 417%). «Г> — (до 386%), «Д» — до (239%) и «Б» — (до 206%) по сравнению с контролем.

Связь межцу величиной освещенности и сомкнутостью полога тесная (г = от — 0,961 до — 0,997), при ^0,878.

Определяющим признаком, оказывающим влияние на освещенность под пологом насаждений, является сомкнутость полота, Зависимость между ними очень тесная. Повышение освещенности на изреженных участках способствовало увеличению температуры воздуха на сильно изреженпых секциях на 2 — 10% по сравнению с контролем, хотя и не оказало существенного влияния на величину относительной влажности воз-духа, из-за постоянного перемешивания его под воздействием систематических ветров.

На оперативных секциях отмечено лучшее прогревание почвы до глубины 30 см, в особенности на учачггках, где вырублен каждый второй ряд деревьев.

Разреживание насаждений способствует большему проникновению осадков под полог и оказывает влияние на величину запаса влаги в почве (табл. Л).

Таблица 4

Дннамнка запасов влаги (мм) в почве на третий год после рубок ухода

- ПП 15—1972 г. ПП 19- -1974 г.

а 22/V | 21/V/; 5/V//

и О—50 ( 30—100 ( 0—50 1 50—100 1 0-50 0—50

А 88,7 ±4,4 108.8 ±2.7 74.9 ± 2,8 80.5±3.0 109,5±3,1 48,4 1,1

Б 99,Э±4.9 128,7 ±4,6 72,7±2.9 8(2,1±3,9 121,2 ±3.5 63,24; 2/,

В 92,4±3,9 . 120,7±3,5 70,8±3,2 82,4±4,0 134.1 ±4.7 74.1±2,П

Д — — — — 130,}±3,С 67,0 ± 2,1

Ьесною влажность почвы на изреженных участках больше, чем на контрольных, К средине июля верхние горизонты О — 50 см иссушаются сильнее на оперативных секциях, а нижние (51 —100 см) содержат влаги меньше па неизреченных. В благоприятные по увлажнению годы, запасы влаги на прореженных участках больше, чем на контрольных, т. е. из* реживаше древостоев способствует увеличению содержания влаги в почве.

Рубки ухода сильной интенсивности в сосновых культурах способствуют большему накоплению снега под пологом кие оказывают существенного влияния на него в культурах березы (табл. 5).

Таблица 5

Изменение мощности снегового покрова (см) в сосновых н березовых молодилках пройденных рубкамя ухода

С о с л

к ^ 3 ч

3 я

I

- о

Берез

я £

ее =

о о

2 л

1-н

-м О

Л

в д в

о

25 33 46

47± 1,2 4Э±0,7 50+0,8 55±0,7

1,44 2,08 5,76 1 0,05—2,09

0 25 34 53

44^:1,4 42+1,5 41 ± 1,2 41 ±0,9

0,89 1,63 1,81

Большая мощность снегового покрова на изреженных участках в сосновых культурах способствовала уменьшению глубины промерзания почвы. Снеготаяние и размерзание по-г-вы протекает быстрее на нзреженных участка«. На сильно из-реженных секциях конец размерзания почвы наступает' обычно на 4 дня раньше, чем на контроле.

Изменение экологических режимов в насаждении после проведения рубок ухода привадит к перестройке фотосинтезм-руощего аппарата, в результате чего меняются соотношения фракций надземной фитомассы и продуктивность ассимиляционной массы, которая рассчитана, как отношение между величиной текущего годичного прироста и весом хвои (листвы) на 1 га (табл. 0). ............ ...... .

Таблица <?

Продуктивность ассимиляционной массы (м3/т), через 5 лет после рубок ухода

№ <9 Г» у Секции

ее а. £ 5 й И <5 Л Б В Г Д

с 14 2,22 1,93 1,30 _ 1,93

с 16 1,75 1,76 1,07 — 1.79

с 20 1.45 1,45 1,29 1,49 1,57

Б 10 0,58 0,58 0,57 — —

Полученные данные указывают на то, что с увеличением возраста продукт!гвность хвои несколько снижается, причем это заметно на всех секциях, независимо от интенсивности рубок ухода. Продуктивность листвы березы в условиях произрастания близких с сосной примерно в 3 — 4 раза ниже, чем хвои у сосны.

Сильное изреживание приводит к увеличению доли хвои, ветвей и снижению продуктивности ассимиляционной массы. На секциях «Д>> с вырубкой каждого пятого ряда н селективным нзреживанием в оставшихся кулисах соотношение фракции фитомаесы надземной части древостоя и продуктивность ассимиляционного аппарата ближе всего согласуется с этим к показателями на секциях «Б«- — равномерное изреживание н контроле.

Таким образом, лучшими по величине прироста по диаметру и высоте, сумме площадей сечений, запасам, сомкнутости полога, соотношению фракций фитомассы надземной части древостоев и продуктивности ассимиляционной массы были участки с селективным (секции «Б») и линейно-селективным (секция «Д»), изреживанием, различия менаду ними в приросте по диаметру и высоте колебались от —21 до + 0%, а в среднем они составили 1%.

Вариант «Г-> по всем показателям занимал промежуточное положение между секциями <гВ» и «Д».

Vir. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РУБОК УХОДА И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Как было показано в предыдущих главах, в лесоводствеи-ном отношении лучшие результаты при проведении первых рубок ухода в лесных культурах были получены при селективно vi

изреяшвании древостое в среда ей интенсивности и с применением линейной вырубки каждого пятого ряда с селективным из ре-жива ни ем деревьев в оставшихся кулисах.

Для испытания машин и механизмов на рубках ухода в лесных культурах испытаны две технологические схемы. При первой проводилось селективное переживание насаждений, а технологические коридоры шириною 3 — 4 метра прокладывались через каждые 100 метров. При второй — вырубался каждый пятый ряд и проводилось селективное переживание в оставшихся кулисах. Поперечные технологические-' коридоры прорубались через каждые 250 метров шириною 4 м.

Исследования эффективности использования на рубках ухода различных механизмов, выполненные совместно с отделом механизации КазНИИЛХА (Бригинец, Макаренко и др., 1973, 1974) показали, что при проведении рубок ухода в лесных культурах можно использовать бензопилу «Дружба*-, агрегат «Арум» и лесной пакетировщик «Дятел-1Сменная производительность ■ машины <<Дятел-1» составила 8 м\ агрегата «Арум» — 23,5 ма и бензопилы «Дружба» — 13 м3. На трелевке срубленной древесины трактором ДТ-20 за смену перемещалось 16,1 М®.

Экономическая оценка рубок ухода показала, что равномерное изpevKHванне лесных культур без прокладки технологических коридоров убыточно (табл. 7),

Таблица 7

Доходность рубок ухода в культурах сосны

о * л ? л

u ^ О ь

V о 5

= О с к О J "л в s -к % = О г; =1 3 Р

Д в ¡ь> U >» я CL, М 5 л а О ** га К е. \о 1— л о « 4 s*

В* 2( 127—64 50—01 —77—63 —60,82

Б 24 45—66 50—01 +4—35 9,53

Д 36 13J—54 148—17 16—63 13,10

Г 45 163—84 161—43 —2—41 — 1.47

в 64 245—91 251—33 5—42 2,20

Б* — Без лрнмстеьия механизмов.

Убыточны в отдельных случаях рубки ухода с использованием линейно-селективного метода («Г»), что объясняется крайне неудовлетворительной сортментной структурой вырубаемых деревьев.

Рубки ухода выполненные по оптимальным схемам (секции. «Б» и «Д» с прокладкой поперечных технологических коридоров) оказались рентабельными, их доходность колебалась от 9,5 до 1,3,-1%.

ВЫВОДЫ - И ПРЕДЛОЖЕНИЯ . 1. Смыкание крон в рядах лесных культур при размещении 1,5x0,5 — 0.9 происходит па четвертый, пятый год, в мелууряднях на 8 — 9 год. К 9—10-летнему возрасту сомкнутость полога достигает 0,7; наибольшее перекрытие крон (более единицы) наступает к 12—13 годам. Запасы хвои, после смыкания крон, в культурах сосны к 12 —14 годам достигают 25 — 28 т сырого веса на 1 га, в культурах березы максимум листвы отмечается в 10—12 лет и составляет около tî т на 1 га.

2. В молодых лесных культурах крупные деревья, как правило, дают больший радиальный и линейный, прирост. Кульминация текущего прироста по высоте у деревьев разного размера наступает в различное время, с увеличением ранга дерева возраст кульминации прироста несколько увеличивается.

3. По характеру роста в высоту и по диаметру деревья в лесных культурах, как. и в естественных древостоях, разделяются на две категории:

категория первая — деревья, которые в процессе роста сохраняют свое положение по отношению к соседним;

категория вторая — деревья, которые в процессе роста меняют свое положение (ранг) по отношению к соседним.

Основной полог древостое в лесных культур формируется, преимущественно, за счет наиболее крупных и средних деревьев, сохраняющих или увеличивающих в процессе роста овой ранг,

5, Признаками целесообразного начала проведения рубок ухода в лесных культурах следует считать сом'кнутость полога (не ниже 0,7), возраст максимального перекрытия крон, возраст кульминации текущего прироста в высоту, проявление четкой дифференциации деревьев (начало отмирания и отпада) при условии отсутствия сильного звдернгння почвы под пологом.

6. Рубки ухода сокращают естественный отпад деревьев, способствуют увеличению прироста по диаметру, не вызывал

существенных изменений прироста по высоте, могут приводить к снижению или незначительному повышению прироста по запасу.

7. Рубки ухода изменяют среду в древостоях. Они создают условия для большей освещенности под пологом, способствуют большему проникновению осадков, приводят к увеличению влажности почвы в сосновых древостоях, к уменьшению промерзания почвы и ускорению интенсивности таяния ее.

в. Проведение рубок ухода в культурах сосны ЬН клас-соа возраста Северного Казахстана с использованием механизмов экономически целесообразно. И.ч следует проводить в насаждениях с густотою О—10 тыс. штук на 1 га — в 11 —13 лет, а с густотою более 10 тыс. итт. па 1 га — в 9 —10 лет. Интенсивность нзреживаиия при первых приемах должна быть 15 — 25% по запасу или 25 — 30% по числу стволов.

В культурах березы рубки ухода следует начинать в 10—12 дег, интенсивностью 15 — 25% по запасу или 20 — 35% по числу стволов.

Дальнейшие исследования должны быть направлены па установление периода повторяемости, норм изреживання при повторных приемах, уточнение способов и технологии рубок ухода на основе исследований закономерностей формирования насаждений.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В РАБОТАХ:

1. Форма стаилов сосны Казахского мелкосопочннка. Сб. »Вопроси таксации молодых древостое в», Алма-Ата. 1970 (в соавторстве).

2. Влияние рубок ухода на изменение экологических режимов в культурах березы- С Г). «Состояние возобновлении и пут» формирования мчмод-няков 1[з кон нс-нтрнрова иных вырубках Сеаер<*-3апада Европейской чисти СССР» {тезисы докладов), Архангельск, 1971 (в соавторстве).

3. ч а я пол под рсвссн ость ст иолов с оспы, березы н осины в молод* няках Казанского мелкосопочтгка. СЛ. «Лесная наука — производству*. Алма-Ата. 19/2 0> соавторстве).

4. Влияние рубок удода на содержание влаги в ночпе. Сб. «Исследования молодых ученых» (тми с и докладов республиканского совещания). Алма-Ата, 1973 (п соавторстве).

5- О таксации лесных культур Северного Казахстана, Сб. «Исследования ученых» (тезкем докладов республиканского совещания). Алма-Ата. 1973, (в соавторстве).

6. Рубки ухода в лссных культурах Северного Казахстана с примене. «■нем средсд механизации. «Всесоюзная научно-пронаводстоенная конференция по вопросам совершенствования лесного хозяйства*, (тезисы док. лздоо), Ккеп. 1973 (я соавторстве).

7. Рубки ухода в лесных культурах Северного Казахстана. Ж. «Лесохо* адЛстосшиш информация», М., 1974 (в соавторстве)-

8. Рубин ухода " продуктивность лесных культур. Сб. «Лесоразведсние в Грслесфслде к на целинных землях Западной Сибири». Тезисы докладов. Новосибирск, 1974 (в соавторстве).

9. Роль рубок ухода в вырэщивашш лесных культур. Сб. «Проблемы лесов осста rf ов.хиня>' М-> «Лесная про мы тленность», 1974 (ti соавтор, стае).

10. Динамика содержания углерода в листьях березы боролавчатой и условиях Северного Казахстана. Кн. «Леса к древесные породы Северного Казахстана». Л.. Наука», 1974 (в соавторстве).

11. Технология рубок ухода в культурах Северного Казахстана. Сб. «Современная технология лесохозяйственных л агролесомелиоративных ■работ». KoMüia'a, 1474 (ъ соавторстве).

12. Влияние рубок удода на текущий прирост в естественных п искусственных насаждениях. Сб. «Текущий прирост древостоеп» (материалг,г научной конференции), Минск, «Ураджай», 1973, (в соавторстве).

13. Закономерности роста отдельных деревьев в процессе формирования сосновых к у л ьту рф нтоиен оэов. «Вестник сельскохозяйственной наук» Казахстана», Ал.ча-Ата, ,\а 8, 1977.

14. Рост И формирование сосновых культур Казахского мелкосопочиика «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана*. Алма-Ата, Ла 2 1978.

15. Эколого-физиологические *>сиовы повышелия продуктивности искусственных насаждений в степной зоне Казахстака-

« Тезисы докладов VI делегатского съезда Всесоюзного ботанического общества».

Ленинград, «Наука*, Ленинградское отделение, 1978 (в соавторстве). IG. Рубки ухода в лесных культурах северных областей Казахстана. «Интенсификация леаюго хозяйства Казахстана». Тематический сборник научных трудов КззШШЛХЛ, том X, Алча-Ала, «Кайнар», 1976 (в с«;ш-торстве}.

17. Рубки ухода в лесных культурах Северного Казахстана, как мера ращюнального использования .лесных ресурсов. «Охрана и в ос произвол-ство животного и растительного мира Северного Казахстана»- Тезисы докладов. Кокчетав. 1978,

J8, Эко л ог о л есов од ста ея на я эффект»! ни ость рубок в сосняках Казахского нелкосоггочннка. «Материалы к конференции по повышению эффективности использования земельных ресурсов СССР и защите земель от разрушения». Для служебного пользования. Т, 1. Москва, 1973 (в гоэнтщктде).

Кок чета ее кая областная типография управления по делам издательств полиграфии и книжной торговли

Заказ 4958, тираж 150. Объем 1 печ. п. ......