Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Рост сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) в сухих борах Белоруссии

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

Автореферат диссертации по теме "Рост сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) в сухих борах Белоруссии"

БЕЛОРУССКИЙ ШЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Ш.С.М.КИРОВА

ГОСТ СОСНЫ ОШКНОВЕНШЛ (Р1ОТЗ ЗПЛГЕБТЫЗ Ь ) в

Специальность 06.03.03, - Лесоведение и лесоводство; лэсше пожары и борьба с. ниш

■ • АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата.сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

Юссеф Мохамед Кандиль

СУХИХ БОРАХ БЕЛОРУССИИ

Минск 1992

Работа выполнена в Белорусском технологическом институте им. С,М.Кирова

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственна* наук,

профессор РОМАНОВ B.C.

Официальные оппоненты- доктор сельскохозяйственных наук,

профессор ЕРМАКОВ В.Е. кандидат сельскохозяйственных наук, ст.н.с. ТОЛКАЧ В.Н.

Ведущее предприятие - Министерство лесного хозяйства РБ

Защита диссертации состоится /J' 1992 г.

в Шс'"часов на заседании специализированного совета К 0^6.01.05 Белорусского технологического института имени С.М.Кирова по адресу: 220630, г. Минск, ул.Свердлова, 13а

С диссертацией можно озаакомиться в библиотеке Белорусского технологического института им.С.М.Кирова

Автореферат разослан "2,5"

IS92 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат сельскохозяйственных -наук, доцент И.3.ВЕТЕР

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Изучению роста и проективности древостоев в лесах Белоруссии, как естественного, так и искусственного происхождения посвящено много работ. Естественно, что наибольшее внимание обращалось на изучение наиболее распространенных типов леса: мшистых, черничных, брусничных. Понятно, что возможность широкого распространения результатов исследований повышало их актуальность в хозяйственном отношении. Бесспорно, что такой выбор внолне оправдан.

Неплохо изучены и сосняки по болоту, что объясняется большим вниманием к проблеме мелиорации болот в Белоруссии. Наименее изученными оказались сосняки лишайниковые, вероятно, как наименее представленные в типологической структуре лесов (0,3$). Однако надо обратить внимание на тот факт, что сосняки лишайниковые характеризуются наиболее экстремальными почвенно-гидрологическими условиями, в силу чего сильно отличаются от других лесов по закономерностям роста и продуктивности. Поэтому, если с хозяйственной точки зрения эти леса на представляют большого интереса, то с экологической - внимание к ним вполне оправдано. Особенно важно познание закономерностей роста сосны в экстремальных сухих условиях для разработки лесомелиоративных мероприятий в условиях бедных и сухих почв.

Цель исследования. Цел^ю исследований является выявление продуктивности и установление закономерностей роста сосняков лишайниковых, для чего были определены следующие задачи:

а) изучить почвенные условия, в которых формировались такие насаждения;

б) изучить продуктивность древостоев сосняков лишайниковых;

в) составить таблицаСхода роста сосняков лишайниковых искусственного происхождения.

7 Научная новизна результатов. Установлена продуктивность и вдавлены закономерности роста естественных и искусственных оосновых насаждений в лишайниковом типе леса. 7становлено,

в частности, что интенсивность роста в высоту искусственных насаждений кульминирует в диапазоне высот от 3 до 8 м. Бонитет ГУ. Такая же закономерность наблюдается в древостоях сосны 1-Ш бонитета. В естественных насаждениях такая закономерность отсутствует.

Исследована сравнительная продуктивность естественных и искусственных древостоев сосняка лишайникового. Бонитет естественных насаждений не превышает Уа-У бонитетов. Полнота 0,4-0,6, реле - 0,7, что объясняется необходимостью большой площади питания для одного растения. Бонитет искусственных древостоев ГУ класса, полнота 0,8-1,0.

Составлены таблицы хода роста искусственных сосновых насаждений лишайникового типа 1У бонитета.

Практическая ценность работы. Таблицы хода роста могут использоваться ври таксации в лесоустройстве и в практической деятельности лесхозов. Обосновывается рекомендация постепенной замены естественных древостоев на лесные культуры.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях ЕТИ.

Достоверность выводов. Материалы получены на основании геоботаничеоких экспериментальных исследований на 48 пробных площадях и обработаны математическими методами на ЭК/1, что позволяет считать вывода достоверными.

Личный вклад автот. Подбор и закладка пробных площадей, обработка и анализ полученного материала, написание текста выполнены лично автором.;При закладке пробных площадей помощь оказывали кандидат биологических наук В.И.Чистый, кандидат с/х наук Климчик. В обработке материалов на ЭВМ консультировал ассистент В.Т.Слобода.

Объем работы. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста и состоит из общей-характеристики работы, 7 глав, заключения и предложений. Работв иллюстрирована I рисунком, содержит 15 таблиц. Список литературы включает 142 наименования.

I. ОБЗОР ЖГЕРАТУШ

Многообразие сосновых лесов с учетом их зональности можно представить в вайе разнообразных токсономических групп

(типов леса), при этом леса каждого региона существенно отличаются по лесоводственно-таксационным показателям, почвен-но-грунтошм условиям, на которых они произрастают. Объектино оценить отношение сосны к почвенному плодородию можно только с учетом географических условий и особенностей климата, что требует регионального подхода к таким исследованиям.

Для территории Белоруссии разработано несколько схем естественно-исторического районирования. Наиболее известно геоботаническое районирование на основе анализа природных условий (климат, рельеф, гидрография, почвообразующие порода) и лесной растительности, разработанное Л.Д.Юркевячем, В.С.Гельтманом. Указанным районированием территории Белоруссии на три геоботанические подзоны, в пределах которых районы и комплексы лесов. Более подробно этот вопрос рассматривается при характеристике лесов Белоруссии.

Исследованиями сосновых лесов в Белоруссии в геобота--ническом аспекте последнее десятилетия занимались Л.П.Смоляк,

A.И.Русаленко, А.М.Кожевников, В.С.Победов, И.М.Булавик,

Е.Г.Петров, А.В,Бойко, Я.Б.Смольекий, Й.Д.Юркевич, В.С.Гельт-М£Ш, И» Ф.Ловчий, Юркевич, Э.Л.Ярошевич, Л.С.Застенскяй и. др.

Взаимодействие леса я :ушмята на обширных территориях посвящены фундаментальные монографии А.А.Молчанова и Т.Т.Бит-винскаса. В условиях Белоруссии исследование в этом направлении проводили И.Д.Юркевич, Я.П.Смоляк, А.В.Бойко, НД.Харитонова, В.Е.Вихров, Р.Н.Дротасевич, А.Й.Болботунов, И.Э.Рихтер,

B.П.Григорьев, А.Моисеева, Л.С.Застенский, Л.Н.Рожков. Признавая важность влияния климатических условий на рост

древесных растений, необходимо отметить, что в пределах обособленных регионов с устойчивыми климатическими характеристиками изменчивость роста в сильной степени определяется почвенно-грунтовыми условиями. Иэмэньчявостя роста деревьев и древосгоев в различных лэсорастительных условиях посвящены многочисленные исследования. В Белоруссии ход роста сосновых насавдений в различных лесорастительных условиях изучали Ф.П.Моисеенко, В.К.Захаров, И.Д.Оркевкч , Э.П.Ярошевич, В.Е.Ермаков, В.А."Багинскйй, А. М. Коже венков и др. ~ Особо следует отметить исследования, посвященные ле-

совосстановленяю сосновых насаждений. Это прежде всего раЛ;

боты Л.С.Застенского, Л.Н.Рожкова, В.К.Гвоздева, П.С.Шамане-

- 6 -.

кого,К.Ф.Мирона. Ю.Д.Сироткина, А.Н.Проходского, Л.П.Смоляка и В.Н.Никитина и др. В отдельную группу можно выделить работы связанные с вопросами повышения продуктивности сосновых лесов различными лесохозяйственными мероприятиями. В Белоруссии сформировалась оригинальная школа, посвятившая много работ многоаспектным исследованиям в области биологической мелиорации лесов культурой многолетнего люпина. Ото прежде всего работы сотрудников кафедры лесоводства руководимой долгие годы проф. Б.Д.Еилкиным: Ю.Н.Лзниева, В.П.Григорьева, И,Э.Рихтера, Л.Й.Лахтановой, Т.С.Береговой.Л.Н.Рож-кова, Г.В.Меркуля, В.Н.Толкоча и др.'

Нельзя, однако, полно рассмотреть затронутую проблему без анализа лесокультурного дела в Белоруссии, тем более, что изучение роста сосновых молодняк ов всегда тесно переплеталось в сравнениях показателей- естественных и искусственных древостоев. Особый'интерес представляют лесные культуры на бедных песчаных почвах.

В Белоруссии леевде культуры производят с начала 80-х годов прошлого столетия, вследствие чего накоплен богатый опыт выращивания лесов искусственного происхождения. В начале XX столетия лесовосстановителъные работы проводились эпизодически и восстановленные леса составляли небольшую долю тех лесов, которые вырубались. Только с 1951 года лесные культуры создаются на площадях, превышающих площади вырубленных лесов (так за 1951-1984 гг. в БССР спелых лесов было вырублено 1253,3 тыс.га, а посажено и посеяно 1449,3 ~ тыс.га).

В сравнительном анализе роста естественных и искусственных насаждений преобладает мнение, что культуры имеют лучший рост и продуктивность. Еще Д.Вуевкский, исследуя сосняки искусственного происхождения 1-1а классов бонитета на юге Белоруссии и сопоставляя полученные■данные с таблицами хода роста разных авторов по высоте, диаметру, сумме площадей сечения насаждений в разных возрастах, пришел к выводу, что производительность сосняков искусственного происхождения в возрасте 10-55 лет выше производительности древостоев естественного происхождения. О преимуществе роста и.продуктивности сосновых культур свидетельствуют исследования В.С.Романова,. И.М.

Науменко, В.И.Рубцова, В.П.Тимофеева, Ю.Д.Сиротюгаа, В.Е.Ермакова, В.С.Мирошнякова, В.Ф.Еагинского.

К 50-80 годам рост культур ослабевает и они сравниваются по производительности с естественными в тех же условиях. Лучший рост культур в молодости он так же объясняет более равномерным размещением деревьев по площади.

В.Ф.Брагинский отмечает, что культуры сосны с 10-15 лет на один класс бонитета выше естественных насаждений. Это различие к 40 годам снижается.

Таким образом, большинство исследователей отмечает,что в молодом возрасте энергия роста и продуктивность искусственных сосновых насаждений выше, чем естественных. Это объясняется более равномерным распределением деревьев по площади, что ведет к более рациональному использованию света,влаги, пищи. Оказывают благотворное влияние агротехника создания культур: предварительная обработка почвы, Качество посадочного материала и регулярный уход за насаждениями. Однако к 30-40 годам преимущества искусственных насаждений в значительной мере утрачиваются и к возрасту главной рубки, как отмечают многие исследователи запасы искусственных и естественных иасаздсшгй выравниваются.

Более чем вековой опыт лесоразведения на дисках европейской части СССР показал, что на бедных и средних по плодородию песчаных почвах боров и суборей (А и В) основная наиболее устойчивая и продуктивная порода в естественных и искусственных нас'авдения - сосна обыкновенная.

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА . . ЛЕСОВ БЕЛОРУССИИ

Природные условия Белоруссии определяются прежде всего ее географическим положением. Она расположена в западной часта Средне-Русской равнины. Геологическое строение и геоморфология, состав и строение почЕообразувдшс пород, климатические факторы обусловили особенности леоорастнтельных условий республики и ::аракте£ е<з зонального расчленения. — Климатические условия ь онатагеллксй степени обусловлены преобладанием встроз, дующих о Атлантики.

Но почвенным условиям территория Белоруссии подразделяется на три части: северную.центральную и южную. В северной части преобладают почвообразутвдие порода ледниковых отложений в виде валунных суглинистых и супесчаных морен, а также озер-но-ледниковых отложений в виде тонкосортированных песков, супесей, суглинков и глин. В центральной части наряду с моренными отложениями распространены лёссовые, лёссовидные и песчаные суглинки, супеси и пески, подстилаемые моренной. В кжной части преобладают водно-ледниковые сулесчанные и водно-речные песчаные отложения. Почвообразутадие порода, обуславливающие в большой степени и водные свойства, характеризуют в основном и плодородие почв. В республике преобладает дерново-подзолистьй тип почв. Большой удельный вес занимают торфяно-болотные и дерново-болотные почвы» Незначительный процент занимают дерновые (10,5$) и аллгвиашю-луговые (1,7$) почвы.

Зональность, региональнооть растительности тлеет первостепенное значение для изучения и использования растительных ресурсов их восстановления и охраны.

Лесная растительность Белоруссии, как и общий растительный покров весьма интересен своим разнообразием.

Естественной растительностью покрыто 64,территории республики, причем лесами занято 34,9? лугами - 18,3$ и болотами - 12,Леса представлены как хвойными, так и лиственными, поэтому в целом всю территорию относят к зоне сые-Еакных лесов. Более половины (58,3%) всех лесов составляют сосновые, значительно меньше распространены еловые (9,4^). Среди лиственных основное место принадлежит березовым (15,320. На болотах растут черноольховые леса (8,55?). Сравнительно небольшие площади (2,5%) занимают осиновые и еероольховые леса. Особую ценность представляют твердолиствешые леса (4,5%).основную часть которых представляют дубравы и в меньшей мере представлены ясеневые леса и грабняки.

Всего в белорусский лесах произрастает 28 видов древесных пород и около 70 видов кустарников и полукустарников. .

Наиболее,-- широко представлены сосновые леса, занимающие свыше половины (56,4^) всей лесопокрнтой площади Белоруссии. Самый распространенный тип сосновых лесов республики {30% их площади) - сосняк мшистый занимает более увлажненные и бо-

гатые песчаные и супесчаные почвы. Широко представлены сосняк черничный, занимающий пониженные влажные места рельефа. На верховых болотах формируется сосняк сфагновый, а на переходных - осоко-сфагновый.

На повышенных местах рельефа на бедных сухих песчаных почвах размещаются сухие боры лишайниковый и вересковый. Это, как правило, чистые сосняки с небольиой примесью березы 1У-У бонитета, состоящие из вересково-лишайниковой, мшисто-лишайниковой и ракигниково-лишайниковой ассоциаций (лишайниковой), а также из бруснично-вересковой, ракитникововересковой, вей-никово-вересковой, мшисто-вересковой ассоциацией (вересковый сосняк).

Сосняк вересковый отличается большей примесью-березы (до двух единиц в составе) яболеэ высокими показателями бонитета (111), что объясняется более развитыми, чем в лишайниковом типе, лочвамй. Почвы обоих типов пригодны только дои выращивания леса и без его зашиты становятся сыпучими.

3. МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

На основании таксационных описаний в натуре осматривались и подбирались пробные площади на сухих песчаных почвах, которые визуально можно было определить как сосняки лишайниковые. Основными критериями подбора площади являлись следующие показатели: рельеф местности (вершины холмов), глубокие посчаные почвы. То есть пробные площади подбирались в экстремальных для произрастания древесных пород условиях близких их потаенно-грунтовым условиям к аридным. Для насаждений естественного происхождения хорошим критерием для отбора являлось преобладание или достаточно широкая представленность в напочвенном покрове лишайников и неполное покрытие почвы живым покровом.

Для лесных культур по кавдому отобранному участку собирались сведения по истории и производству лесных культур,Их исходный состав, площадт участка, ее расположение,' рельеф, характеристика лесокультурной площади до закультивирования, тип условий местопроизрастания, система, метод и способ производства местных культур, обработка почвы, исходная густота ; и размещение посадочных мест, характеристика посадочного ма-

- го -

териала, уходы за культурами до и после смыкания крон, механизация лесокультур них работ на участке и т.д. В подобранных лесных культурах закладывались'пробные площади, размер которых устанавливался с таким расчетом, чтобы в пределах пробы было не менее 250-300 (в возрасте культур до 20 лет) и 200-250 деревьев (в возрасте свыше 20 лет). Пробные площажи в натуре ограничивались визирами и привязывались к ближайшему квартальному столбу.

Для характеристики'древостоя производилась детальная таксация, при которой для каждого дерева устанавливался диаметр на высоте 1,3 к с точностью дс г,о см. Кроме того, у трех деревьев каждой ступени толщины измерялась высота при , помощи высотомера Блюм-Лейссее с точностью до 0,1 м. Бонитет насаждений определяется по бонятировочной шкале М.М.Орлова. На каждой цробной площади выкалывались почвенный шурф глубиной до 2 м, описывались, измерялись и зарисовывались генетические горизонты с указанием названия каждого из них. Рисунок почвенного раздела сопровождался полным морфологическим описанием генетических горизонтов почвы с указанием глубины их залегания, цвета, структуры, механического состава, включений, новообразований я т.д. Б каждом почвенном разрезе из горизонтов брались образцы весом 0,5 кг для химического и механического анализа в лаборатории.

Поскольку в процессе исследований выполнялись разнообразные по содержанию и значительные по своему объему биометрические измерения в лесу, поэтому в процессе обработки этих материалов, где это было возможно и целесообразно, были использованы методы математической статистики по методикам, разработанным на кафедре лесоустройства, таксации и инженерной геодезии БТИ им.С.М.Кирова с вычислением на ЭШ.

Почвённые анализы проводились по общепринятым методикам. Всего заложено 48 пробных площадей, из них 10 в естественных насаждениях и 38 в культурах сосны.

4. ПРОЛШИШОСТЬ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ С0СН0ЕЫХ ДРЕВ0СТ0ЕБ В СОСНЯКЕ ЛИШАЙНИКОВОМ

В, формации сосновых лесов Белоруссии;лишайниковый тип занимает всего 2,4$ площади. Доля участка этого типа леса

среди сосновых культур выше и составляет 6,2$ их площади. По данным Юркевича И.Д., Ловчего II.Ф. насаждения этого типа имеют продуктивность 1У-У бонитетов, а на старопахотных землях продуктивность повышается до Ш бонитета. По материалам заложенных нами пробных площадей (см.таблицу I) продуктивность естественных насаждений в возрасте от 45 до 100 лет не превышала У бонитета и половина площадей имела древостой даже Уа бонитета. Самый высокий показатель запаса 134 м^ на I га при-полноте 0,7. Кстати, это самая высокая полнота на заложенных нами пробных площадях. Колебания полнот от 0,3 до 0,7. Юркевич И.Д. и Ловчий Н.Ф. отмечают колебания полноты от 0,43 до 1,02. (С учетом культур).

Таблица I

Таксационная характеристика древостоев (естественного происхождения)

пробной площади

!Сос-!Боз--! тав

раст

Средние !Бо-!Сумма!Пол-!За-!Измене-

чсм

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

гас юс юс гос юс юс юс юс юс "юс

45 50 60 60 -70 75 80 80 90 100

3.7

5.1

9.8 8,8

10,1 10,2

8.2 13,8 14,0

8.9

5,2 6,2 10,4 10,4 13,4 14,4 15,9 14,0 16,2 14,3

тет!попе-! !реч. ! !сече-! !ний,?! ! гг\ !,,3 ! Iм» 1 !на { (1га[ ! 1

Г1 0 ,2 0,5 37

Уа 13,6 0,6 61

У 12,8 0,5 68

У3 9,8 0,4 56

У 13,4 0,5 83

15,7 0,6 102

У* 8,4 0,3 41

У 19,0 0,7 134

У 17.4 0,6 120

У* 13,2 0,4 58

!Число ¡деревьев !на II га. ! !

шт.

0,8 1,2 1Д 0,9 1,2 1.6 0,5 1.7 1,3 0,6

3904 4533 1470 1153 950 963 475 1234 844 820

Для большинства обследованных наш участков характерна все же низкая полнота.

Изреженность'и групповое расположение деревьев обуславливают наличие на всей площади насаждения прогалин, "окон" различного размера, что создает своеобразную экологическую Зреду, характеризующуюся значительным программ воздуха и почяы в незащищенных местах. Это ранее отмечалось В.А.Никитиным.

Процесс формирования естественного фитоценоза сосняка лишайникового идет исключительно медленно. Древостой редкостойные ужа в юношеском этапе развития - до 30 лет сохраняют эту особенность в этапе зрелости - 30-80 лет и тем более старения - 80-100 лет. Эту особенность подчеркивал в свое время М.Д.Данилов. '

Особенная острота в экстремальности жизненных условий складывается во время индивидуального роста и начале смыкания молодняка (1.0-15 лет), когда со свободных от древесной • растительности, а следовательно, незащищенной от солнца площади происходит интенсивное испарение влаги, столь, недостающей и особенно важной в этих условиях произрастания.

Рост и возрастное развитие искусственно созданных сосняков, имеющих общие фитсценотические черты с естественными насаждениями, характеризуются существенными особенностями. Так же антропогенные факторы, как обработка почвы, начальная густота посадки н вид посадочного материала, агротехнические и лесоводственные ухода накладывают отпечаток на жизнедеятельность отдельных деревьев и в целом всего культур фитоценоза. К сожалению исследований культур сосны в условиях лишайникового типа в Белоруссии почти не проводилось. По-видимому это объясняется тем обстоятельством, что таких культур очень шло и такие исследования не имели бы большого практического значения. Мы же ставили перед собой задачу роста сосны в экстремальных условиях, так как знания в этой области важны для лесоразведения в условия;: средних зон.

Для анализа роста и продуктивности культур сосны в условиях сосняка лишайникового были собраны данные по 39 пробным площадям. Аппроксимировались данные хода роста по средним высотам и законам стволовой древесины при помощи Дранкина-Буевского. Модели хода роста по этим таксационным показателям имеют вид: для средней высоты

« = 22,87637 (1_ ^/48,43297)1,561311} (г)

для запаса: = 576,0 (I- й -¿/57,1)2,2 (2)

Основные характеристики насаждений по указанным пробным площадям приведены в табл.2.

Таблица 2

Рост и продуктивность лесных культур сосны обыкновенной (сосняк лишайниковый Ац 1У класса бонитета) •

¿оз.- ¡¡Сред-! Сред-! Кол-во! Сумма !Видо-1 Запас ¡Изменение о растИняя !ний !дере- !площа- !вое 1стволо- 1 запаса, м /га лет Пвысо-Гдиа- !вьев !дей ¡число!вой дре-!~~~~ Ета, м!,метр,!на 1га!сеяания! 1вевины !ЖД~ Г Г см ! шт ! муга I I м-Уга 1нее !щ"

5 0,6

10 1,7

15 2,9 3,7 8189 8,8 0,827 21 .1,40 3,40

20 4,2 5,7 4862 12,4 0,737 38 1,90 4т, 20

25 5,5 7,5 3578 15,4 0,675 59 2,36 4,40

30 6,8 9,1 2907 18,9 0,633 81 2,70 5,00

35 8,1 10-, 6 2460 21,7 0,602 105 3,03 5,00

40 9,3 12,0 2150 24,3 0,578 131 3,28 4,80

45 10,4 13,4 1887 26,6 0,560 155 3,44 5,00

50 11,5 14,7 1698 28,8 0,544 180 3,60 5,00

55 12,5 15,9 1552 30,8 0,530 204 3,71 4,80

60 13,4- 17,2 1408 32 ,7 0,518 227 3,78 4,60

65 14,2 18,4 '1294 34,4 0,508 248 3,82 4,40

70' 15,0 19,5 1203 35,9 0,501 270 3,66 4,40

В приведенной таблице обращают на себя внимание прежде всего данные, характеризующие возрастную динамику насаждений.

Если сравнить ход роста исследованных культур с естественными сосновыми древостоямя, данные о которых приведены в табл.2, то прежде всего следует отметить внушительную разницу да- основным показателям в одном и том же возрасте.

Например, в возрасте 45 лет древостой естественного происхождения имеют высоту 3,7 м и наибольшей высоты достигают^ в 70 лет - 13,4 м, что соответствует У3 и У бонитету, а в культурах в 45 лет - 10,4 м и в 70 лет - 15,0 м.

Еще более разительное отличие наблюдается по запасу. В возрасте 70 лет в естественных насаждениях он составляет всего лишь 83 м , в то время как в культурах 270 м . Количество деревьев на I га в естественных насаждениях 950, а в культурах сохранилось более 1200.

При приведении к одной полноте, как это делает В.А.Никитин такой разницы в запаса конечно не будет, но на наш взгляд в таком сравнении нет смысла, потому что в природе высокополяот-

ных естественных сосняков лишайниковых практически не ©cipe-чается.

Такие же различия наблюдаются и в случае сршнежа хода роста культур с естественными сосновыми древостоями со таблицам, составленными для белорусских лесов, Ф.П.Моисеен-ко и В.Ф.Багинским я всеобщими таблицами хода ростав А.В.Тюрина. Если провести такое сравнението молено отметить, что сосняки искусственного происхождения растут более энергично, характеризуясь 1У классом бонитета. Продуктивность же сосняков естественною происхождения в сухих борах чаще всего характеризуется У и даже У3, классом бонитета. При этом отмечается .что продуктивность культур в юношеском этапе (до 30 лет) незначительно отличается от естественных сосняков4 1У-У бонитетов. С увеличением возраста запас стволовой древесины в сосновых культурах прогрессивно наращивается и уже в приспевающих древостоях составляет 270 м^, что на 25$ больше, чем в насавдекшх естественного происхождения.

Прогнозные расчеты показывают, что преимущество лесных культур в росте и продуктивности сохраняются и до 100-летне-то возраста.

5. ХОД РОСТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ. КУЛЬТУР СОСШ ОБЫКНОВЕННОЙ В СОСНЯКЕ ЛИШШНИКОЮМ.

В главе изложена принятая в диссертационной работе методика построения таблиц хода роста (ТХР) производственных культур, указан формализованная основа траекторий роста сосняков в лишайниковом типе леса по неубывающим таксацион-ннм показателям, приведены статистические критерии, позволяющие оценить достоверность результатов моделирования, предложены два варианта прогноза, обеспечивающие возможность расширения области определения ТХР до возраста" 100 лет.

При составлении ТХР был применен процессный подход, в сочетании со стакдарным регрессионным анализом и элементами имитационного моделирования. В рамках процессного подхода Д^я большинства неубывающих (накоплений) показателей куль-1'Ур на основе экспериментальных данных были простроены тра-. ejraopHH роста, заданные формулой Дракяиа-Вуевского или ее кодафикацшши. Регрессионный аналиг применялся как для полу-

чения традиционных статистических критериев, так и для оценки возможности и необходимости линейного преобразования построенных траекторий. Подобные преобразования иногда позволяют улучшить статистические критерии качества отображения экспериментальных данных некоторой траекторией, но, часто, Требует корректировки гипотезы, высказанной авторами задающей траекторию формулы, например, о нулевых значениях показателей и скорости их изменения в начале роста. Элементы имитационного моделирования применены для улучшения отображения в ТХР рассчетных показателей, для перехода к иному уровню полноты и для прогноза.

Формализованная основа последовательно развивается при переходе от моделей роста по высоте и вспомогательной траектории изменения запаса к моделям динамики площади сечений (на уровне 3.3 и) и произведения видового числа на •абсолютную полноту, до модели хода роста культур по среднему диаметру, в которой наряду с формулой Дракина-Вуевского присутствует и линейная компонента.

. Траектория роста культур по средней высоте и вспомогательная кривая изменения запаса были получены на основе формулы- Драяина-Вуевского:

г-а({~е / (3)

где ¿Г - отображаемый показатель; I - время; е - основание натуральных логарифмов; а - верхняя граница роста; К - коэффициент пропорциональности; пг - показатель формы кривой.

Для моделирования таксационных показателей, измеряемых на высоте 1,3 м, в формулу Драяина-Вуевского введено запаздывание по времени, а такхе начальное значение показателя, поскольку указанная высота достигается разными деревьями не одновременно.

Анализ полученных моделей был выполнен в соответствии с предпосылками регрессионного анализа, указанными проф. О.А.Атрсщенко, и подтвердил их высокую .достоверность: - модели объясняют не менее 95% вариации зависимой переменной;

- все коэффициенты корреляция'выше 0,975; Т- критерий Стыо-дента во всех случаях больше 22, т.е. требование значимости коэффициентов регрессии на &7' уровне значимости выполняется;

- регрессии достоверп-; с Бероятноотгм 0,95, т.к. все значе-

-ге-

ния критерия Фишера больше 498, т.е. превосходят критические; - относительная стандартная ошибка регрессии по высоте менее 5%, по прочим показателям - менее 105?; - знаки остатков от регрессии чередуются. Кроме того, в главе проведено сравнение полученных результатов с данными существующих ТХР сосняков лишайниковых естественного происхождения, что также способствовало повышению обоснованности выводов и позволило выявить элементы различия конфигураций траек- . торий роога по основным таксационным показателем, связанные с происхождением древостоев.

Обоснован горизонт прогноза, обеспечивающий каш надежность результатов пролонгации области определения ТХР, так и ах. практическую ценность для характеристики приспевающих и одного из классов спелых эксплуатационных сосняков лишайниковых: искусственного происхождения. Определены доверительные границы прогноза абсолютной полноты и запаса культур.

■ Основным результатом исследования хода роста производственных культур сосны обыкновенной с исходной густотой посадки 10 тыс.шт./га является количественное подтверждение существенных преимуществ искусственного способа возобновления сосняков лишайниковых. Лесные культуры.в этих условиях раньше древостоев естественного происхождения достигают сомкнутости полога, при наличии которой можно кои-отатироваяь присутствие "лесной фитосреда" на большинстве элементарных площадок участка, на котором происходит лесовозобновление. Лучшее качество, в том числе к большая однородность, фитоореда сомкнутых сосновых культур способствуют более энергичному по сравнению с молодняками естественного происхождения росту по высоте. Максимальные ско-рооти изменения средней высоты и запаса наблюдаются в культурах раньше, чем в древостоях естественного происхождения, особенно по сравнению с модальными показателями. В результате культуры сосны в сосняке лишайниковом превосходят 1ю своим показателям естественные древостой на один класс * бонитета, ,

6. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В РОСТЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ СОСНЯКОВ ЛИШАЙНИКОВЫХ

Как видно нз вышеизложенного, искусственные лесные насаждения более продуктивны по сравнению с естественными. Выводы различных авторов отличаются различными сроками, при которых продуктивность естественных я искусственных насаждений сравнивается. Большинство авторов считают, что к 30-40 годам различия уже сглаживаются.

В сосняке лишайниковом эта закономерность не наблюдается. Сравнивая высоты в соответствующем возрасте по данным табл.3, видно, что и а 60 лет искусственные сосновые древостой значительно превосходят по высоте естественные. Так, в 45- лет высока естественного насаждения 3,7 м (п.п. 39), искусственного в 42 года - 12,4 м (п.п. 33).

■ Нами проанализированы таблицы хода роста естественных и искусственных сосновых древостоев по типам леса на предает выяснения соотношения высоты и максимального прироста в высоту (табл.З).

Из табл.З видна четкая закономерность взаимосвязи высоты и максимального прироста в знсоту древостоев. Эта закономерность проявляется во всех классах бонитета в естественных я искусственных фатоценозах. Вместе с тем, существенно различается проявление этой закономерности.

Так, в I-a классе бонитета естественных древостоев максимальный прирост в высоту наблюдается в возрасте 10-25 лет, в I классе - 15-25 лет, во II классе - в 15-30 лет, в Ш класса ~ в 20-30 лет, в 17 классе - в 20-40 лет. При этом максимальный прирост в высоту во всех случаях наблюдается при высоте от 2,0-3,2 м до 10,1-10,4 ;л, в I-a бонитета - до 12,2 м. Абсолютная величина прироста по бонитетам значительно отличается.

Проявление вышеуказанной закономерности в искусственных дреаосгоях отличается от естественных презде всего по абсолютной величине максимального прироста в высоту. Так, в 1-а бонитете прирост в высоту в искусственных древостоях колеблется в пределах 72-74 см, в естественных - 60 см, в I бонитете соответственно - 6С-62 и 5С-54 сл; во П бонитете -

- 48-52 и 42-44 см; в Ш бонитета - 42 и 36-38 с.ч; в 1У бонитете - 26 и 22-24 см.

Таблица 3

Сравнительная величина высоты древостоев, возраста и прироста в высоту по класса/л бонитета

Бо-!Возраст¡Высота,¡Прирост !Ео-!Возраст¡Высота, ¡Прирост ни-! лег 1м (диа-!в высо- ¡ни-! лет !м(диапа-!в высо-тет! !пазон) !ту(макс.)!тет! ¡зон) !ту(макс.) !_[_! см_! !__J_! см

Естественные древостой Искусственные древостой

1-а 10-25 3,2-12,2 60 1а 10- -15 1,4-11,9 72-74

2,6-10,4

I 15-25 2,6-10,4 50-54 I 10- -15 1,1-10,0 60-62

П 15-30 2,0-10,6 42-44 П 15- -20 3,1-10,4 48-52

Ш 20-30 3,0-10,1 36-36 Ш 20- -25 4,2-10,3 42

1У 20-40 4,2-8,8 22-24 15- -35 2,9-8,1 26

Другое отличие - это начальная высота максимального прироста: в искусственных древостоя* она расна в I-a -I классах бонитета 1,1-1,4 м: во П-1У бонитетах - 2,9-4,2 м. В естественных древостоях независимо от бонитета эта высота равна 2,0-3,0 м.

Что касается конечной высоты, тойона отличается только в Х-а классе бонитета - 11,9-12,2 м и в 1У классе бонитета - 8,1-8,8 м. В остальных случаях и в естественных, и в искусственных древостоях она равна 10,0-10,6 м; и однозначна в 1- Ш классах бонитета, что позволяет сказать о биологической закономерности. Тем более, что и отклонения I-a и 1У бонитетов не так существенны.

Однаков естественных насаждениях эта закономерность не проявляется или ¿о меньшей мере она не так четко выражена,

В табл. 3 приводятся данные из таблиц хода роста 1У Сонитета, Однако в эту таблицу попадают и болотные леса.

Из тяоя. 3 видно, что высота дрезостоэв ь возрасте 60-100 *ет практически близка, что обусловлено минимальный приростом в высоту вследствие нязгай полноты »узвостоев. Из табти видно, что при увэличзши полноты наблюдается

некоторое увеличение .и высоты древостоев независимо от возраста.

Низкая полнота естественных насаждений сосняков лишайниковых обусловлена почвенно-экодогическими условиями (недостаток влаги), что усиливает борьбу за существование растений при совместном произрастании. В "окнах" к тому же усиливается прогрев почвы и, следовательно, ее иссушение.

Низкая полнота и низкая продуктивность сосняков лишайниковых обусловлен« недостатком влаги, что отмечали ряд исследователей, о чем уяе говорилось в обзоре литературы.

Это бесспорное обстоятельство все же не объясняет значительно более высокую продуктивность искусственных насаждений в сосняках лишайниковых. Те:д более, что в отличие от других типов леса в сосняке лтлайнпково.м ни в 30, ни в 40, ни в. 50 лет продуктивность естественных и искусственных древостоев не выравнивается. Логично это обстоятельство можно объяснить тем, что практически древостой естественного происховдения не .могут достигнуть высокой или даже средней (07) полноты и с увеличением возраста.

В таком случае, чел же объяснить более высокую продуктивность искусственных насаждений порядка 1-2 классов бонитета. Это скорее всего объясняется следующими взаимообус-ловленныгли факторами.

Первое - равномерное размещение растений по площади и их значительное количество - 10 тыс. на I га я более. Второе - равномерное и полное закрытие кронами деревьев почвы, что сохранияет почвенную влагу от физического испарения.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ НАСЛОТНПИ СОСНЫ В УСЛОВИЯХ СУХОГО БОРА

Анализ таксационных характеристик чистых сосновых дре-востоез естественного происхождения (тг^л. оранж) позволяет сделать вывод, что накопление древесной массы с возрастов идет очень .медленно. Ото объясняется,в первую очередь,

тем, что данные насаждения в значительной степени расстроены, имеют низкую полноту и малый диаметр. Так, в 80 лет на . пробной площади И 46 запас стволовой древесины составил 134 м^ при полноте 0,7. Средние диаметр я высота при это.л естественно были равны Х4,0 см и 13,8 м. Причем это одна из лучших в таксационном отношении пробных площадей в возрасте спелости. На пробных площадях й 4? и & 48 эти показатели соответственно составили 120 и 58 м? 16,2 и 14,3 см; 14,0 и 8,9 м.

Как видно из таблицы (белая), таксационные характеристики культур сосны значительно превосходят аналогичные показатели насаздений естественного происхождения. Так, в возрасте 80 лет культуры имеют запас стволовой древесины 308 а^/га. Средний диаметр при этом равен 21,8 сл, а средняя высота - 16,4 а. В 90 лет эти показатели составили 341 м^; 24,0 см и 17,5 м соответственно. В 100 лет - 371м3; 26,2 см и 18,5 м.

. Кроме того, следует отлетать, что естественное возобновление на вырубках, возникает не сразу после рубки леса, а по истечении сравнительно продолжительного периода лесовозобновления. В условиях лишайниковой серии типов леса данннй показатель достигает 10 лет. Естественное возобновление также далеко не жегда происходит желательной породой и часто ведет к смене пород, что в конечном счете снижает продуктивность и хозяйственную ценность насаждений. Создание лесных культур является в этом отношении наиболее надежным способом восстановления лесов, посредством которого можно формировать насаждения желательного состава и высокой продуктивности.

Одним из экономических показателей, говорящем о целесообразности создания культур сосны лишайниковой является сравнительная таксовая оценка вышеуказанных древостоев. Для этого использовались "Товарные таблицы основных древесных пород БССР" и данные прейскуранты № 07-01 "Таксы на древесину основных лесных пород, отпускаемых на корню".

Учитывая то, что объем деловой древесины в насаждения Уа бонитета, как правило, не превышает 50?,, практически все сосняки лишайниковые относятся к третьему классу товарности.

Исходя из этого, были.определены объемы древесины по категориям крупности и товарной ценности. Согласно прейскуранту № 07-01, таксовая стоимость одного кубометра крупной деловой древесины соснн для второга разряда также составляет 22,0 р.; средней - 18,7 р.; .мелкой - 14,0 р.; дров топливный - 1,5 р.

Сравнительная оценка запасов стволовой древесины в насаждениях естественного и искусственого происховдения (табл. 12 ) говорит о значительно большей продуктивности вторых. Кроме того, таксовая стоимость культурных насажт дений сосны лишайниковой в возрасте спелости превышает таксовую стоимость аналогичных насаждений естественного происхождения в 2,8 - 3,3 раза или на 1,6 - 2,1 тыс.р./га; что очередной раз подтверждает экономическую целесообразность преимущественного создания лесных культур сосны в условиях сухого бора

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение сосняков лишайниковых, несмотря на небольшие площади,, которые они занимают, актуальны, тэк как закрепление сухих песков имеет большое природоохранительное значение.

Естественные древостой сосны в указанном типе леса чаще всего представлены изрекенньми группами и куртинами, практически не достигающими нормальной (0,7) и тем более высокой полноты (0,8-1,0) в следствие чего имеют низкую производительность (класс бонитета У-Уа).

Культуры сосны в этих же условиях на I и даже 2 класса бонитета продуктивнее. Известными по многим исследованиям вывод и более высокой продуктивности культур по сравнению с естественными древостояли в условиях сосняка лишайникового имеет свою особенность. Если в более богатых и влажных условиях с возрастом разница в продуктивности естественных насаждений и культур сглаяивавтсй (30-40 лет) и наконец этот показатель выравнивается, то в борах лишайниковых она остается на протяжении всей жизни насаждений.

Максимальный прирост в высоту в насаждениях разных бонитетов наблюдается в различные периоды возраста. Так в I-a клаосе бонитета естественных древостоев максимальный прирост в высоту наблюдается в 10-25 лет, в I кл. -15-25 лет, по П кл. - 15-30 лет, в Ш кл. - 20-30 лет, в 17 кл. - в 20-40 лет. При этом максимальный прирост в высоту во всех случаях наблюдается при достижении растениями высоты 2-3 м до 10 м.

Вышесказанное позволяет рекомендовать создание искусственных сосновых насаждений в лишайниковых типах леса с густотой посадки 15-20 тыс. на I га.

Рекомендуется повысить возраст перевода лесных культур в лишайниковых типах леса в лесопокрытую площадь до 10 лет.

Юссеф Мохамед Кандиль

РОСТ СОСНЫ, ОБЫКНОВЕННОЙ ( Р1лиэ 311уев*г1з Ъ ) в

СУХИХ БОРАХ БЕЛОРУССИИ

Подписано в печать 20.05.92. Формат 60x84^/16. Печать ' офсетная. Усл.печ.л.1,4. Усл.кр.-отт.1,4. Уч.изд.л. 1,2.

Тираж 100 экз. Заказ 198 . Белорусский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им.С.М.Кирова. 220630. Минск, Свердлова, 13а.

, Отпечатано на ротапринте Белорусского ордена Трудового Красного Знамени технологического института им.С.М.Кирова. 220630. Минск, Свердлова, 13.