Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Уход за елью в смешанных лиственно-еловых древостоях южной тайги

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

Автореферат диссертации по теме "Уход за елью в смешанных лиственно-еловых древостоях южной тайги"

РГБ ОД

1 / АВГ 2Ш

На правах рукописи

Сибунма Веопхет

УХОД ЗА ЕЛЬЮ В СМЕШАННЫХ ЛИСТВЕННО-ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЯХ ЮЖНОЙ ТАЙГИ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

Сибунма Веопхет

УХОД ЗЛ ЕЛЬЮ В СМЕШАННЫХ ЛИСТВЕННО-ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЯХ ЮЖНОЙ ТАЙГИ

06,03.03. - "Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидат сельскохозяйственных наук

Работа выполнена на кафедре лесоводства в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Сеннов С. Н.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Маркова И. А.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Пирогов Н. А.

Ведущая организация: Комитет по лесу

Ленинградской области

Защита состоится « » 2000 г. в 11 - часов на

заседании диссертационного совета Д 063.50.04 в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова по адресу: 194018, Санкт-Петербург, Институтский пер., д. 5, главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан » 2000 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Полубояринов О.И.

рг^.Ъ-чч^о '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы площадь еловых лесов сильно сокращается, а потребность в еловой древесине постоянно растет. На большинстве площадей бывших хвойных лесов образовались лиственные и хвойно-лиственные древостой. Смена пород угрожает дефицитом хвойной древесины, особенно в Европейской части РФ. Рубки ухода (РУ), как средство предотвращения смены пород, сокращения сроков лесовыращивания и повышения качества древесины приобретают все большую актуальность.

Анализ литературы показывает, что имеются разногласия по решению ряда принципиальных вопросов РУ. Это объясняется тем, что большинство исследований было непродолжительным. Разработка реальной наиболее совершенной системы РУ невозможна без проведения дополнительных системных исследований.

Основная цель работы - уточнить рекомендации по уходу за лист-вепно-еловыми молодняками в зависимости от их происхождения и обосновать мероприятия по содействию естественному лесовозобновлению (СЕВ) при проведении последнего приема РУ.

Основные задачи исследования. 1. Оценка влияния РУ на закономерности формирования и развития лиственно-еловых древостоев. 2. Изучение состояния подроста и культур ели на вырубках различной давности с РУ и без них. 3. Уточнение нормативов по РУ с учетом полученных результатов исследования.

Научная новизна. Впервые для подзоны южной тайги Северо-Запада РФ анализируются результаты РУ повышенной интенсивности в лиственно-еловых молодняках разного происхождения. Также впервые обоснованно предлагается метод СЕВ ели в процессе проведения проходной рубки. Представлены обобщенные данные по структуре и состоянию растительности нижних ярусов на участках с РУ и без них.

Практическая значимость работы. Результаты исследования могут быть использованы для совершенствования нормативной базы по проведению РУ. Полученные материалы являются основой для разработки местных наставлений по РУ. Они могут быть использованы при лесоустройстве для классификации молодняков по составу, состоянию и структуре.

Личный вклад. Автором составлена программа работы, уточнена методика исследований в лиственно-еловых молодняках, а также выполнены полевые и камеральные работы. Автор принимал участие в полевых работах на постоянных пробных площадях (ПП), заложенных в 1929-1930 гг. и в камеральной обработке результатов измерений.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается значительным объемом экспериментального материала, обработанного и проанализированного с применением современных методов.

Апробация работы и публикации. Результаты исследования представлялись на региональных и международных научных конференциях: 1. "Эколого-экономические проблемы охраны окружающей среды" (Сыктывкар,3-4 февраля 1998 г. 2. 200 лет лесного департамента России (Санкт-Петербург, 20-26 апреля 1998 г. 3. Экология таёжных лесов (Сыктывкар, 14-18 сентября 1998 г. По материалам работы опубликована аналитическая статья в сборнике научных трудов ЛТА. Основные положения диссертации изложены в 4 работах. . ,

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы из 227 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 226 страницах и включает 23 таблицы, 17 рисунков.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В обзоре литературы приводятся сведения о закономерностях формирования и развития смешанных древостоев из ели и лиственных пород, анализируются причины нежелательной смены пород, а также данные о результатах применения различных методов и режимов РУ в таких древо-стоях. Отмечается наличие разных точек зрения по отношению к интенсивным РУ. Акцентируется внимание на том, что действующие нормативы не позволяют проводить уход с достаточной эффективностью.

Результатом анализа литературы являются составленная программа и выбор методики исследований.

2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований включает следующие вопросы:

1. Изучить особенности роста и развития смешанных лиственно-еловых молодняков и древостоев старшего возраста, сформированных РУ или без них.

2. Оценить результаты интенсивных РУ в лиственно-еловых древо-стоях разного возраста и разного происхождения. Уточнить рекомендации но проведению таких рубок.

3. Обосновать меры СЕВ под пологом леса, проводимых одновременно с РУ.

На участках с интенсивными РУ проводили перечеты деревьев по односантиметровым ступеням толщины. Для этой цели закладывали учётные площадки (УП) размером 10 на 10 м. При изучении естественного возобновления (ЕВ) использовали выборочно-статистический метод. Независимо от 1устоты подроста, его высоты и состояния, во всех случаях закладывали круговые площадки по 10 м2. В молодняках на каждом объекте отбирали по 3-5 моделей из каждой группы высот и категории состояния.

Одновременно с описанием подроста на УП описывали подлесок, живой напочвенный покров (ЖНГ1) и верхние горизонты почвы. Цель такого комплексного описания структурных элементов лесных биогеоценозов (БГЦ) - установление влияния РУ на растительность нижних ярусов.

Таксация древостоев на постоянных ГШ Карташевского лесничества производится раз в 5 лет по единой методике, отработанной много лет назад. Здесь используется метод сплошного перечёта деревьев и выборочно-статистический метод при описании растительности нижних ярусов.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Лисинский и Сиверский лесхозы - это опытные хозяйства Санкт-Петербургской лесотехнической академии и Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. Территория этих лесхозов - полигон для многолетних исследований по всем направлениям ле-сохозяйственной деятельности. Природные условия указанных лесхозов являются типичными для южной подзоны тайги.

В Лисинском лесхозе было обследовано 24 участка молодняков. Из них на 12 участках проведены интенсивные РУ с удалением 80-100% деревьев лиственных пород. На 14 участках были созданы лесные культуры (Ж) по вырубке. В Сиверском лесхозе обследовано 9 участков с молодня-ками разного возраста, естественного и искусственного происхождения.

При проведении исследований на ПП основное внимание уделено эффективности завершенной системы РУ и состоянию подроста под пологом ельников, сформированных РУ Объекты были заложены в 1929-1934 годах в 43-45 летних хвойно-листвешшх и лиственно-хвойных -древостоях кисличного типа леса. Интенсивность РУ была различной (табл. 1).

Таблица 1

Интенсивность рубок ухода па ПП Карташевского лесничества, %

Год Номер ПП

№ 1Е 2В 2С 2Д 9С

1929 15 54 17 24 53 34

1937 16 - 13 15 - 12

1950 7 12 - - - -

1953 - 7 25 35 36 7

1959 - 19 8 10 16 19

1969 - 18 31 41 - 18

1974 5 - 43 11 5 -

1980 27 - - - - -

1983 5 19 - - 18 19

1989 48 - - 1 - -

Последствия уходов изучались на разных этапах развития древостоев А.В.Давыдов (1971), С.Н. Сеннов (1977, 1984, 1999), Е.С. Мельников (1991), Е.М.Кузнецов (1995), А.В.Грязькин (1998). В данной работе подводятся некоторые итоги опытов в 4 сериях ПП. Состояние ЕВ изучено в 10 сериях ПП.

4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК УХОДА В СРЕДНЕВОЗРАСТНЫХ ЛИСТВЕННО-ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЯХ

На ПП Карташевского лесничества рубки в возрасте 43 и 54 лег привели к резкому увеличению (по сравнению с контролем) текущего прироста не только елового яруса, но и всего древостоя, потому что прирост лиственного яруса сохранялся на прежнем уровне. Последующие слабые рубки давали незначительный эффект, и только удаление лиственного яруса в 1970 г. привело к существенному улучшению роста ели.

Наиболее регулярно уход проводили на площадях серии 1 и здесь полнее выявлен потенциальный эффект интенсивного ухода: на ПЛ1-Е древесины получено на 60% больше, тем на контрольной площади. Аналогичный результат получен и на ПП2. Значительная доля осины в составе древостоев на. ПП7 сглаживает, различия по секциям. На ПП 9 в чистом ельнике эффект от РУ минимальный.

Выход ели в первый ярус наблюдается в итоге только после полного удаления берёзы. На контрольных ПП запас ели за все годы .наблюдений остается практически на начальном уровне, а запас березы продолжал увеличиваться вплоть до начала естественного отпада. Таким образом, запас древостоев на контрольных ПН изменяется в сторону увеличения за счёт доли лиственных пород (рис. 1).

Рубки ухода в лиственно-еловых древостоях привели к бесспорном}' увеличению общей производительности (табл. 2). Увеличение тем значительнее, чем сильные проведённые рубки. Это объясняется тем, что за счет РУ предотвращено угнетение ели, сохранён смешанный состав, что способствовало лучшему использованию ресурсов местообитания.

Таблица 2

Общая производительность ельников, пройденных рубками ухода, м3/га

Секция ПП Номе рПП

1 ■ 2 7 9

А 806 847 869 962

В 851 910 - -

С 878 962 - -

D 913 966 887 982

Е 923 - - -

1946 50 54 60 70 75 80 55 89 94

Годы

Рис. 1. Динамика запаса древостоев на 1Ш1-А

Установлено, что численность деревьев на единице площади не оказывает существенного влияния на общую производительность лесных фи-тоценозов. Количество деревьев стабилизировалось к 70-80 годам, а наличный запас продолжает увеличиваться. Максимальный запас древесины на корню к возрасту рубки главного пользования наблюдается на ГШ, где прежде были проведены сильные РУ.

В результате РУ прирост ели по диаметру увеличивается, причём это увеличение идёт в соответствии с интенсивностью проведённых рубок. Установлено, что деревья разного ранга по-разному откликаются на изре-живание древостоя, причем реакция деревьев на рубку изменяется с увеличением возраста. Максимальный относительный прирост ели на всех площадях с рубками и на контрольных наблюдается на мелких деревьях, абсолютный - на крупных. На ПП 7D в начале опыта было выделено 110 деревьев «будущего», за которыми проводили уход. Оказалось, что прирост таких деревьев в большинстве случаев мало отличается от прироста остальных деревьев тех же ступеней толщины, но он существенно больше чем у мелких. Следовательно, проводя уход за еловым ярусом в таких условиях нужно считать наиболее перспективными крупные деревья.

Тема ухода за березово-еловыми древостоями является актуальной из-за массовой смены хвойных лесов мягколиственными. Другая причина актуальности заключается в противоречивой экологической оценке такой смены. Чаще всего считается, что она способствует увеличению почвенного плодородия, превращению подзолистого процесса в дерновый. Берёзовый древостой выносит из почвы в 1.5-2 раза больше азота, фосфора, калия и других биогенных элементов, что значительно ускоряет биокруговорот.

Есть и другое мнение. Например, А. В. Побединский (1991) приводит многочисленные данные об ухудшении гидрологической роли леса после смены ельников мягколиственными породами. М. М. Орлов (1929) пришёл к выводу о том, что водоохрашше функции лучшим образом выполняют ельники с небольшой примесью сосны и лиственных. По мнению В. В. Протопопова (1975), средообразующая роль елышков, по сравнению с сосняками и древостоями из лиственных пород, неизмеримо выше.

Длительные наблюдения на ПП Карташевского лесничества, а также результаты изучения вырубок и молодняков в Сиверском и Лисинском лесхозах позволяют давать экологическую оценку смены ели берёзой, осиной и рекомендовать способы предотвращения такой смены.

Смену ели мягколиственными породами нужно считать отрицательным явлением не только с бесспорных экономических позиций, но и в экологическом отношении. После этапа жёрдняка в ельниках уменьшается масса хвойного опада, разивается растительность нижних ярусов и в результате улучшаются показатели почвенного плодородия. В южнотаёжных ельниках зелёномошной группы типов леса при возрасте древостоев старше 100 лет эти показатели лучше, чем в производных березняках.

Наиболее важные для непосредственного перенесения в практику выводы по эффективности РУ заключаются в следующем:

1. Уход теряет смысл, если он своевременно не повторяется.

2. Удаление берёзы из древостоев со значительным участием ели следует заканчивать к 60-70 годам, а удаление осины - к 40-50 годам.

3. Регулярный уход позволяет увеличить размер пользования древесиной в среднем на 40-50%.

4. Лучший результат получен при проведении редких и сильных РУ.

5. ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНЫХ РУБОК НА СТРУКТУРУ МОЛОДНЯКОВ

В разные годы на территории Лисинского лесхоза, опытных хозяйств "Сиверский лес" (Ленинградская область) и "Могутовский лес" (Псковская область) были проведены интенсивные РУ. Практически во всех случаях, последствия сплошного удаления лиственных пород оказались положительными. Поздний уход (через 15-20 лет после создания ЛК) дает менее ощутимый результат, а ранний (спустя 3...5 лет после создания Ж или проведения РГП) не имеет смысла, т.к. вызывает обильную поросль лиственных, которая обгоняет в росте главную породу.

Для установления оптимальных сроков начала РУ в молодняках со сплошным удалением лиственных пород в квартале 201 Лисинского лесхоза на участке сплошной рубки с сохранением подроста было проведено осветление ели. До проведения РУ примесь листве1гаых пород здесь составляла 68 %. На части вырубки осина, береза и ольха удалены спустя 7 лет после главной рубки, на других - через 9, 11 и 13 лет, т.е. через каждые два года. Вырубка разделена на 5 секций и оставлен контроль. Первые результаты, полученные на экспериментальных участках показывают, что эффект от РУ существенным образом зависит от сроков их проведения.

Полное удаление лиственных пород на стадии молодняков в условиях южной тайги - мероприятие целесообразное. Однако при этом возникают и негативные моменты. Верхушечный побег мелкого и среднего подроста в отдельные годы побивается заморозками. У 12 % отобранных моделей в год обследования не сформировался верхушечный побег. Кроме этого, для мелкого подроста ухудшились условия существования из-за значительного увеличения густоты порослевой осины и отдельных видов ЖНП. Участки на возвышенных местах интенсивно зарастают злаками, а в понижениях начинается заболачивание.

Поздние интенсивные РУ вызывают существенные изменения структуры молодняков по диаметру, высоте и возрасту. Пределы изменчивости указанных показателей расширяются за счет последующего возобновления, о чем свидетельствует возрастная структура молодняков и их количественные характеристики, спустя 8-10 лет после РУ (табл. 4).

Таблица 4

Основные характеристики молодняков после интенсивных рубок ухода

Показатели Обследованные участки, квартал - выдел

1 -12 2-28 12-47 58-12 58-9 95-41 97-45 97-49 102-5 102 - 16 193-36

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Год рубки 1979 1959 1959 1969 1969 1968 1966 . 1974 1966 1965 1965

Состав до рубки 4Е6Б 4С6Б - - - - . 9Е1Б . 6б2ос2е - - -

Год создания ЛК 1980 1963 1960 1971 1976 1969 1968 1976 1968 1968 1967

Площадь, га 4.2 2.0 2.7 2.0 3.4 1.0 3.0 3.4 1.4 2.1 1.3

Густота, шт 1300 - 110« - - - 1342 2800 - 1450 1700 ,

Осветления, год - - - - - - 1980 1980 - 1977 1978

Прочистки, год 1990 1989 1990 1988 1988 1989 1989 1989 1988 1988 1989

Состав до РУ ЗЕбБ бБЗОс 8Б20с 50с2Б 40сЗБ1 бБЗОс 8Б10с 50с4Б бБЗОс 5Е30с 7Б20с

Юс 1Е Юл2Е Кл1Л1Е 1Е 1Е IE 1Е 2Б 1Е

Характеристики фитоцснозов на момент обследования

Густота Е, шг/га 2030 2230 1630 730 1800 3030 4667 9100 4867 4467 3030

Hep Е, м 4.4 5.5 4.8 5.8 3.8 3.2 2.7 3.6 4.4 2.4 6.4

Dcp Е, см 4.5 5.4 5.6 5.9 4.3 3.2 3.0 3.7 4.5 2.8 6.3

Доля жизнеспос. Е, % 89 91 81 63 83 97 85 94 86 58 90

Возраст ЛК, лет 14 21 34 23 18 25 26 18 26 26 26

Состав 9Е1Б 10Е 9Е1Б 10Е 10Е 10Е 9Е1Б 9Е1Б 9Е1Б 9Е1Б -

Нср листв. пород, м 1.6 1.0 1.8 1.6 2.3 2.0 1.0 1.7 2.0 1.7 1.5

Количество видов 12 20 16 11 13 15 10 16 13 14 13

ЖНП

Главный итог сплошного удаления лиственных пород из состава мо-лодняков - на 5-10 лет отодвигается необходимость проведения очередного приема РУ Спустя 10-15 лет после полного удаления лиственных пород ни на одном участке не сформировался сомкнутый полог из лиственных пород, отпад ели при этом составляет менее 1 %. Таким образом, интенсивные РУ позволяют уменьшать количество приемов и снижать антропогенную нагрузку на лесные экосистемы.

Обоснование режима интенсивных рубок ухода в молодняках. Судя по соотношению величин основных характеристик еловых молодняков, оптимальные сроки проведения таких рубок - через 15-20 лет после РГП. В лиственно-еловых молодняках действующим Наставлением рекомендуется начинать уход с 4-6 лет. Важным признаком для определения времени проведения РУ является соотношение средних высот хвойных и лиственных пород. При более чем двойном превышении высоты лиственного полога над хвойный, последние испытывают угнетение.

После создания ЛК необходимость в первом приеме РУ возникает значительно раньше, чем в молодняках естественного происхождения, так как из-за затенения они могут погибнуть.В черничном типе леса потребность в РУ возникает примерно на 5 лет позже, чем в кисличном. Следовательно, количество проведенных приемов РУ в указанных случаях различается. Повторяемость РУ и их интенсивность зависят как от способа рубки плавного пользования и способа лесовосстановления, так и от характеристик материнского древостоя до рубки. Независимо от типа леса, преобладание осины в составе материнского древостоя обуславливает более интенсивный режим РУ

Интенсивное изреживание молодняков приводиг к заметному улучшению светового и температурного режимов, увеличению периода вегетации и интенсивности роста тех экземпляров ели, которые до РУ были под пологом лиственных пород. Суммарным показателем улучшения условий является величина прироста. Ее изменчивость по годам до и после удаления лиственных пород зависит в первую очередь от сроков проведения РУ Особое значение здесь имеет высота и густота лиственных пород, тип леса.

6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОЗОБНОВИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ЕЛЬНИКОВ РУБКАМИ УХОДА

К возрасту рубок главного пользования крупный подрост ели в лиственно-еловых древостоях преобладающих типов леса (в условиях южной тайги) имеет средний возраст 20-35 лет. Следовательно, старшая генерация подроста, которая сохраняется до главной рубки, закладывается за 1-2 класса возраста до неё и поэтому РУ (проходные рубки) прямо или косвенно могут влиять на ход ЕВ.

Ход ЕВ детально изучали под пологом древостоев, выращенных в режиме регулярных РУ, на 10 сериях ПП в Карташевском лесничестве, заложенных в 1929-1931 годы. На секции А (контроль) рубки не проводились, а на остальных секциях проводились РУ разной интенсивности в несколько прибмов. Кроме этого, на всех опытных секциях, как и на контрольной, периодически удаляли сухостой. Осина полностью вырублена в год закладки ПП, а берёза позже.

В большинстве случаев численность подроста и его встречаемость бьши наибольшими, а высота наименьшей на контрольных ПП. Характерным примером является ГШ-1 (табл. 5). Сразу после рубки появляется самосев ели, однако, испытывая сильную конкуренцию со стороны подлеска и ЖНП, он погибает в первые же годы. Обилие видов и быстрое разрастание ЖНП после проведённых рубок связано с богатыми условиями местопроизрастания (на всех ПП древостой произрастают по 1-1 а классам бонитета). С почвенно-грунтовыми условиями и с долей берёзы в составе древостоя связано обилие видов и густота подлеска, что оказывает существенное влияние на количество и состояние подроста. На секциях, где берёзы было больше, густота подлеска и его высота оказались наименьшими.

Таблица 5

Количественные характеристики подроста ели на ПП 1

Секции ПП Общ. кол-во, экз. /га Отпад, % Встречаемость, % Средняя высота, см Средний возраст, лет

А 6649 3.1 83 41.1 12.8

В 1143 8.3 43 63.2 14.1

С 2243 16.0 56 68.6 15.4

Б 1680 16.1 53 82.6 18.8

. Е 319 17.4 10 77.2 19.3

Обследование участков, пройденных РУ, и анализ полученных материалов позволяет говорить о том, что регулярные РУ стимулируют процесс ЕВ, но вызывают бурное развитие подлеска и особенно в кисличном типе леса. Чтобы сохранить подрост и создать условия для появления новых генераций ели при РУ необходимо разреживать или удалять подлесок. Такой опыт с удалением подлеска из рябины на ПП-1 заложен с участием автора.

7. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЕЛЬНИКОВ НА НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ

Возможность смены ели лиственными породами после сплошных рубок обусловлена различиями в возобновительной способности указанных пород. Осина и береза как пионерные виды захватывают освободившиеся

площади за 2-3 года за счет обилия семян, быстрого роста и порослевой способности. Установлено, что после рубки древостоев с преобладанием березы на вырубке формируются молодняки, в которых береза доминирует. При наличии любого количества осины в составе древостоев до рубки в составе молодняков в кисличном типе леса будет преобладать осина.

На месте спелых ельников в сформировавшихся молодпяках в кисличном типе леса чаще всего будет преобладать осина, а в черничном береза. Такая схема заселения мест рубок сохраняется и в тех случаях, когда на вырубках создаются ЛК. За счет проведения традиционных РУ не всегда удается избежать смены пород. Как уже было сказано выше, эта проблема лучше всего решается интенсивными РУ на этапе молодняков.

О причинах и неизбежности смены пород можно судить по результатам изучения подроста под пологом ельников и на вырубках Лисинского и Сиверского лесхозов. Установлено, что доля подроста ели последующего возобновления на вырубках различной давности существенным образом зависит от состава молодняков. Не менее важную роль здесь играет и численность лиственных пород. Если береза (до 60 тыс./га) слабо влияет на численность и состояние подроста ели последующего возобновления, то негативное влияние осины сказывается, начиная с густоты 15-20 тыс./га.

Под пологом спелых ельников и производных от них древостоев имеется подрост ели, количество и встречаемость которого вполне достаточны для образования ельника. Следовательно, смену ели лиственными породами нельзя считать неизбежным процессом. На это указывали и другие авторы А.А.Великотный, С.И.Никитин (1982); А.Б.Воронкова (1977).

В составе современных молодняков естественного происхождения, образовавшихся после сплошной рубки, доля ели чаще всего недостаточна (табл. 6). Основная причина - уничтожение подроста при сплошной рубке. Если его сохранять, то густота и встречаемость значительно увеличиваются (вырубки 5-8 и 14 в табл. 6). На вырубках в кисличном типе леса в составе молодняков часто преобладает осина, и здесь требуется своевременный уход за составом. От необходимости такого ухода не избавляют и ЛК (вырубки 9-11,15, 16,20,21 в табл. 6).

Постепенные и выборочные рубки позволяют предотвратить смену ели лиственными породами. К настоящему времени в упомянутых лесхозах накоплен большой опыт проведения таких рубок. Сохранение подроста при сплошной рубке тоже даёт положительный результат, но в этом случае потребуется своевременный и трудоёмкий уход за составом. Как и при создании Ж, молодняки, сформировавшиеся после сплошной рубки, будут нуждаться в более частом и многократном уходе.

Результаты наших наблюдений показывают, что целесообразность осветлений в древостоях моложе 10 лет вызывает сомнение, поскольку смыкание молодняка на дренированных почвах южной тайги происходит

через 10-15 лет после сплошной рубки, а на влажной почве и позднее. До этого времени на процесс возобновления ели и её рост существенное влияние оказывают поздние заморозки и травостой, поэтому еловый подрост сохраняется главным образом в группах осины и берёзы.

Таблица 6

Успешность возобновления ели на вырубках

Номер ПП Состав дрсвосгоев до рубки Давность рубки, лет Состав подроста Густота подроста ели, тыс./га Встр-мость подроста ели, %

После рубки ельников

1 10Е 4 ЮБ+Е+С+Ос 0.6 22

2 8Е1Б10с 4 60с4Б+Е 0.3 20

3 7Е2Б10с 6 60сЗБ1Е 1.6 42

4 5Е5Б 8 50сЗБ2Е 0.9 38

5 8Е20с 3 60с2Е2Б 3.2 65

6 8Е20с 5 50сЗБ2Е 2.7 67

7 6Е4Б+Ос 5 5Б30с2Е 2.5 49

8 6Е2С2Б 6 9Б1Е 3.6 66

9 8Е2Б 5 5БЗЕ20с 4.4 49

10 8Е2Б 6 5Б30с2Е 2.3 52

11 8Е1Б10с 11 4Б40с2Е 2.1 43

После рубки осинников

12 80с2Б 3 70с2Б1Е 0.3 13

13 70с2Б1Е 4 6Б40с+е 0.1 8

14 70сЗБ 6 70с2Е1Б 5.3 79

15 70с2Б1Е 8 70с2Е1Б 1.4 37

16 80с1С1Е 7 60с2Б2Е 2.8 55

После рубки березняков

17 7Б2Е10с 7 80с2Б+Е 0.1 10

18 5БЗЕ20с 4 4Б40с2Е 0.9 17

19 4Б2С2Е20с 4 60сЗБ1Е+С 0.9 28

20 7Б20с1Е 9 6Б30с1Е 2.7 50

21 5Б2Е20с1С 9 4Б40с2Е 1.7 36

Влияние рубок ухода на растительность нижних ярусов. Успешность ЕВ на вырубках и сохранность Ж ели во многом зависит не только от численности лиственных пород, но также от состава и обилия ЖНП, под-лесочных пород. При обследовании мест рубок и стационарных объектов мы изучали видовой состав и проективное покрытие ЖНП.

Установлено, что видовой состав ЖНП на вырубках зависит от типа леса, давности рубки и численности деревьев (сомкнутости полога). Режим РУ в молодняках влияет и на состав и на структуру ЖНП. Величина проек-

тивного покрытия преобладающих видов травянистой растительности находится в прямой зависимости от численности молодняков.

Сплошное удаление лиственных пород при проведении РУ приводит к изменению видового состава и структуры ЖНП. Доля злаков и светолюбивых видов увеличивается, а доля таёжного мелкотравья уменьшается. Наиболее резкие изменения видового состава ЖНП происходит в тех случаях, когда интенсивные РУ проводятся в более поздние сроки.

Оценивая влияние РУ на лесной БГЦ, на его структурные элементы, можно говорить о том, что РУ являются важным фактором формирования состава и структуры лесных экосистем. Степень изученности этих вопросов недостаточна и поэтому есть необходимость в продолжении исследований в этом направлении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования на объектах с интенсивными РУ в молодняках показали, что такие рубки в целом целесообразны. Однако при этом важно учитывать: возраст молодняков, их состав и густоту, тип леса и преобладающую породу,

При достаточном количестве подроста ели берёзу и осину можно удалить полностью за один-два приема. Время первой рубки зависит от происхождения ели (ЛК, подрост предварительного или последующего возобновления), состава лиственного яруса, типа леса. Раньше всего (в 5-10 лет) интенсивный уход нужно начинать в осиннике кисличном за культурами ели. В случае преобладания берёзы первый уход можно отложить до 10-15 лет. В условиях избыточного увлажнения (в черничном типе леса) интенсивный уход не поздно провести в возрасте 20-25 лет. Полное удаление лиственных пород здесь нежелательно.

Интенсивная своевременная рубка упрощает уход за составом лиственно-еловых молодняков, позволяет снизить трудозатраты. Преждевременные рубки приводят либо к бесполезной работе, либо к неоправданному увеличению их трудоёмкости.

Установлено, что на объектах с завершенным циклом РУ выход ели в первый ярус наблюдается лишь там, где проведены сильные рубки. Удаление берёзы следует заканчивать к 60-70 годам, а удаление осины - к 4050. Периодическое разреживание древостоя не приводит к изменению общей производительности, если норма выборки равна половине суммарного прироста за период РУ. Основную роль играют рубки, поведённые в период интенсивного роста и отпада. Несмотря на большую выборку запас впоследствии восстанавливается до уровня запаса контрольного участка. Регулярный уход позволяет увеличить размер пользования древесиной в среднем на 40-50%, а выход крупной древесины в 1.5 раза.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1.* Экологическая оценка смены еловых лесов мягколиственными // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. СПб. 1997. С. 18-24.

2.* Старые проблемы повышения эффективности лесохозяйственных мероприятий в новых экономических условиях (тезисы докладов). // Эко-лого-экономические проблемы охраны окружающей среды. Сыктывкар. 1998. С. 21-22.

3. * Влияние рубок ухода на успешность естественного возобновления леса (тезисы докладов). // Экология таежных лесов. Сыктывкар. 1998. С-209-210.

4. Лесоводственная эффективность интенсивных рубок ухода (тезисы докладов). // 200 лет лесного департамента России СПб., 1998. С. 12-14.

* в соавторстве

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 194021 Санкт-Петербург, Институтский пер. 5. Лесотехническая академия, Ученый совет

Отпечатано с готового оригинал-макета. Лицензия ЛР № 020578 от 04.07.97.

Подписано в печать с оригинал-макета 23.05.2000. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-год. л. 1,0. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №155. С 15а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбЛТА 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Сибунма Веопхет

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Проблема смены пород.

1.2. Режим рубок ухода.

1.3. Влияние рубок ухода на биогеоценоз.!.

2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА РАБОТЫ.

2.1. Программа работы.

2.2. Методика исследования.

2.3. Объем собранных материалов.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Общая характеристика района исследований.

3.2. Характеристика объектов исследования.

4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК УХОДА В ЛИСТВЕННО-ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЯХ.^.Л.'.::::.;.:,;^.^.;1.

4.1. Влияние рубок ухода на производительность древостоев.

4.2. Влияние рубок ухода на рост и развитие ели.

4.3. Эффективность рубок ухода в березово-еловых насаждениях (экологическая оценка смены ели берёзой).

4.4. Пути совершенствования практики рубок ухода.

5. ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНЫХ РУБОК УХОДА НА СОСТОЯНИЕ

И СТРУКТУРУ ЕЛЬНИКОВ.

5.1. Последствия интенсивных рубок ухода.

5.2. Обоснование режима интенсивных рубок ухода.

6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОЗОБНОВИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ЕЛЬНИКОВ РУБКАМИ УХОДА.

6.1. Рубки ухода как мера содействия естественному возобновлению ели.

6.2. Обоснование мер содействия естественному возобновлению при проведении рубок ухода.

7. ОСОБЕННОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ МОЛОДНЖОВ ЕЛИ НА ВЫРУБКАХ.

7.1. Особенности формирования ельников на этапе молодняка.

7.2. Влияние рубок ухода на растительность нижних ярусов.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Уход за елью в смешанных лиственно-еловых древостоях южной тайги"

Лесное хозяйство - одна из важнейших отраслей народного хозяйства России. Рациональному использованию, сохранению и умножению лесных богатств, в последнее время уделяется недостаточное внимание. Для их решения необходимо овладевать современными методами выращивания леса, осваивать новейшие технологии рубок и виды лесопользования. Улучшать качество насаждений, сокращать срок их выращивания, повышать продуктивность и рационально использовать лесной фонд - это насущные задачи лесной отрасли.

Рубки ухода - важный элемент интенсивного ведения хозяйства. Уход за молодняками, проведенный своевременно, позволяет изначально формировать древостой нужного состава и заданных свойств. Однако нормативы, заложенные в действующих наставлениях, не позволяют проводить это важное мероприятие индивидуально на каждом участке, творческий подход к делу ограничивается многочисленными шаблонами.

Именно с целью преодоления инструктивных рамок, в Лисинском лесхозе были проведены интенсивные рубки ухода, при которых примесь лиственных пород полностью удаляли. Задача данной работы - на основе анализа полученных материалов по интенсивному уходу за хвойными молодняками и результатов опытных рубок ухода разработать предложения по совершенствования практики рубок ухода.

Настоящий труд появился благодаря усилию многих людей. В первую очередь я благодарю своего руководителя - проф., д. с.-х. н. С. Н. Сеннова и консультанта - проф., д. б. н. А. В. Грязькина. В сборе и обработке полевого материала принимали участие сотрудники кафедры лесоводства, аспиранты и студенты. Всем им автор выражает свою искреннюю признательность.

Актуальность темы. В последние годы площадь еловых лесов сильно сокращается, а потребность в еловой древесине постоянно растет. На большинстве площадей бывших хвойных лесов образовались лиственные и хвойнолиственные древостой. Смена пород угрожает дефицитом хвойной древесины, особенно в Европейской части РФ. Рубки ухода, как средство предотвращения смены пород, сокращения сроков лесовыращивания и повышения качества древесины приобретают все большую актуальность.

Анализ литературы показывает, что имеются разногласия по решению ряда принципиальных вопросов РУ. Это объясняется тем, что большинство исследований было непродолжительным. Разработка реальной наиболее совершенной системы РУ невозможна без проведения дополнительных системных исследований.

Основная цель работы - уточнить рекомендации по уходу за лиственно-еловыми молодняками в зависимости от их происхождения и обосновать мероприятия по содействию естественному лесовозобновлению при проведении последнего приема РУ.

Основные задачи исследования. 1. Оценка влияния РУ на развитие ели и формирование древостоев. 2. Изучение состояния подроста и культур ели на вырубках различной давности с РУ и без них. 3. Уточнение нормативов по РУ с учетом полученных результатов исследования.

Научная новизна. Впервые для подзоны южной тайги Северо-Запада РФ анализируются результаты РУ повышенной интенсивности в лиственно-еловых молодняках разного происхождения. Также впервые обоснованно предлагается метод содействия ЕВ ели в процессе проведения проходной рубки. Представлены обобщенные данные по структуре и состоянию растительности нижних ярусов на участках с РУ и без них.

Практическая значимость работы. Результаты исследования могут быть использованы для совершенствования нормативной базы по проведению РУ. Полученные материалы являются основой для разработки местных наставлений по РУ. Они могут быть использованы при лесоустройстве для классификации молодняков по составу, состоянию и структуре. 7

Личный вклад. Автором составлена программа работы, уточнена методика исследований в лиственно-еловых молодняках, а также выполнены полевые и камеральные работы. Автор принимал участие в полевых работах на постоянных ПП, заложенных в 1929-1930 гг. и в камеральной обработке результатов измерений.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается значительным объемом экспериментального материала, обработанного и проанализированного с применением современных методов.

Апробация работы и публикации. Результаты исследования представлены в виде тезисов докладов на региональных и международных научных конференциях. На республиканской научно-технической конференции "Эколого-экономические проблемы охраны окружающей среды" в Сыктывкаре (3-4 февраля 1998 г.), на научной конференции, посвященной 200-летию лесного департамента России, в Санкт-Петербурге (20-26 апреля 1998 г.) и на международной конференции по экологии таёжных лесов в Сыктывкаре (14-18 сентября 1998 г.). По материалам работы опубликована аналитическая статья в сборнике научных трудов ЛТА. Основные положения диссертации изложены в 4 работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы из 227 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 203 страницах и включает 23 таблицы, 17 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Сибунма Веопхет

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации приводятся некоторые итоги завершенного цикла РУ в ли ственно-еловых древостоях. Первая рубка была проведена в возрасте около 4( лет. Выход ели в первый ярус наблюдается лишь там, где неоднократно прове дены сильные рубки. Удаление берёзы следует заканчивать к 60-70 годам, г удаление осины - к 40-50 гт. Периодическое разреживание древостоя не приводит к изменению общей производительности, если норма выборки равна половине суммарного прироста за период РУ. Основную роль играют рубки, поведённые в период интенсивного роста и отпада. Несмотря на большую выборк) запас впоследствии восстанавливается до уровня запаса контрольного участка Регулярный уход позволяет увеличить размер пользования древесиной в среднем на 40-50%, а выход крупной древесины в 1.5 раза.

Исследования на объектах с интенсивными РУ в молодняках показали, что такие рубки в целом целесообразны. Однако при этом важно учитывать: возраст молодняков, их состав и густоту, тип леса и преобладающую породу,

При достаточном количестве подроста ели берёзу и осину можно удалить полностью за один-два приема. Время первой рубки зависит от происхождения ели (ЛК, подрост предварительного или последующего возобновления), состава лиственного яруса, типа леса. Раньше всего (в 5-10 лет) интенсивный уход нужно начинать за культурами ели. В молодняках с преобладанием осины РУ проводятся раньше, чем в случаях с преобладанием березы их составе (молодняки кисличного типа леса). Уход за елью последующего возобновления целесообразно проводить в те же сроки, что и за ЛК. Однако здесь необходимо учитывать и численность молодняков, чем она больше, тем раньше и интенсивнее должна проводиться рубка. В слу чае преобладания берёзы первый уход можно отложить до 10-15 лет (молодняки черничного типа леса). В условиях избыточного увлажнения интенсивный уход не поздно провести и в возрасте 20-25 лет. Полное удаление лиственных пород здесь нежелательно. При преобладании в составе молодняков ели предварительного возобновления (после постепенны рубок, или сплошных рубок с сохранением подроста) проведение первой рубю можно отложить до 15-20 лет в кисличном типе леса и до 20-25 лет в чернич ном. Интенсивность рубки в таких молодняках по сравнению с ЛК и молодня ками последующего возобновления минимальна, т.к. средняя высота листвен ных пород и доля их участия в составе сопоставимы с елью.

Интенсивная своевременная рубка значительно упрощает уход за соста вом лиственно-еловых молодняков, позволяет добиться желаемого результат« при малых трудозатратах. И напротив, преждевременные рубки приводят либ( к бесполезной работе, либо к неоправданному увеличению их трудоёмкости.

Материалы исследования показывают, что РУ являются эффективные средством стимулирования ЕВ. При проведении последнего приема рубки целесообразно проводить и меры содействия ЕВ. В кисличном типе леса необходимо полное удаление подлеска, а в черничном требуется его изреживание. Интенсивность изреживания подлеска зависит от интенсивности проводимой рубки. Чем больше интенсивность РУ, тем меньше интенсивность изреживания и. наоборот. Успешность ЕВ на вырубках и сохранность ЛК ели во многом зависит не только от численности лиственных пород, но также от состава и обилия ЖНП, подлесочных пород. Установлено, что видовой состав ЖНП на вырубках зависит от типа леса, давности рубки и численности деревьев (сомкнутости полога). Режим РУ в молодняках влияет и на состав и на структуру ЖНП. Величина проективного покрытия преобладающих видов травянистой растительности находится в прямой зависимости от численности молодняков.

Сплошное удаление лиственных пород при проведении РУ приводит к изменению видового состава и структуры ЖНП. Доля злаков и светолюбивых видов увеличивается, а доля таёжного мелкотравья и зеленых мхов уменьшается. Наиболее резкие изменения видового состава ЖНП происходит в тех случаях, когда интенсивные РУ проводятся в более поздние сроки.

105

Оценивая влияние РУ на лесной БГЦ, на его структурные элементы можно говорить о том, что РУ являются важным фактором формирования со става и структуры лесных экосистем. Степень изученности этих вопросов не достаточна и поэтому есть необходимость в продолжении исследований в это» направлении.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Сибунма Веопхет, Санкт-Петербург

1. Алексеев В. П. Возобновление ели на вырубках. М.: Наука, 1978. 132 с.

2. Анишин Т. А., Салтанов С. Н., Беляев JI. Н. Восстановление коренных высокопродуктивных ельников в вологодской области//Лесохоз. Ин-форм., 1989. № 8. С. 22-24.

3. Аннила Э. Пространственное и сукцессионное многообразие в бореаль-ных лесах//Устойчивое развитие бореальных лесов. 7-ежегодной конференции МАИБЛ. М.: Федеральная служба лесного хозяйства России, 1997. С. 17-20.

4. Асанова В. К., Письмеров А. В. Оптимальный состав еловых древоетоев с участием березы в подзоне южной тайги//Лесное хозяйство. 1985. № 9. С. 32-34.

5. Афанасьев В. И. О росте молодняка ели под пологом лиственных пород //Лесной журнал. 1962. №3. С. 5-8.

6. Бабич Н. А., Травникова Г. И., Кизенков В. Е. Естественное возобновление лиственных пород на площадях лесных культур//Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Л.: ЛТА, 1989. С. 115-118.

7. Багаев С. Н. Формирование высокопродуктивных насаждений путём проведения комплексных рубок в лиственно-еловых древостоях //формирование эталонных насаждений. Каунас. 1979. С.141-166.

8. Байтин А. А. Хозяйство в елово-лиственных насаждениях Лисинского лесничества//Лесное хозяйство и лесная промышленность. 1930. № 1. С. 29-34.

9. Бельков В. П., Семёнова А. К. Влияние травяного покрова на продуктивность лесных насаждений. М.: ЦБНТИ, 1973. 23 с.

10. Биофизические методы исследований в экофизиологии древесных растений. Л.: Наука, 1979. 111 с.

11. И. Бобров Р. В. Леса Ленинградской области. Л.: Наука, 1970. 52 с.

12. Буераков Н. Я. Экономическая эффективность мер содействия естественному возобновлению леса//Лесное хозяйство. 1995. №1. С. 18-19.

13. Буш К. К., Иевинь И. К. Экологические и технологические основы рубок ухода. Рига. 1984. 172 с.

14. Буяк А. В. О факторах, определяющих прирост древостоев в ельниках чернично-сфагновых//Ботанический журнал. 1975. №9. С. 1327-1331.

15. Вайгис М. В., Онюнас В. М. Лесные подстилки индикатор условий местообитания. Каунас. 1976. 6 с.

16. Вайтекис Э. Ю. Дисгрессивно-возрастные смены ЖНП елово-лиственных лесов Литовской СССР.: Автореф. дис. Канд. Биол. Наук. Вильнус. 1885. 24 с.

17. Вакин А. Т., Полубояринов О. И., Соловьев В. А. Пороки древесины. М.:Л., 1980. 111 с.

18. Вальтер Г. Общая геоботаника. М.:Мир, 1982. 261 с.

19. Великотный А. А., Никитин С. И. Возобновление ели под пологом од-новозрастных и разновозрастных ельников кисличной и черничной групп типов леса//Организация и ведение лесного хозяйства. М., 1982. С. 126140.

20. Волков А. Д., Казимиров Н. И. Строение и некоторые особенности динамики ельников в нарушенных массивах запада средней тай-ги//Биологическая продуктивность ельников. Тарту. 1971. С. 34-40.

21. Волович П. И. Соотношение ели по составу фенологических форм и использование лучших климатипов в лесокультурной практике Белорусской ССР//Интенсификация лесного хозяйства в БССР. М., 1987. С. 79-88.

22. Воронкова А. Б. Экологическая оценка смены хвойных древостоев берё-зовыми/Шовышение продуктивности лесов лесоводственными приемами. М., 1977. С. 59-70.

23. Воропанов П. В. Ельники Севера. М.: Л., Гослесбумиздат. 1950. 179 с.

24. Втюрин Г. М. Структура почвенного покрова таежной зоны европейского Северо-Востока. JL: Наука, 1991. 150.

25. Генко Н. К. О естественной смене хвойных лиственными породами и, наоборот, лиственных хвойными/УЛесной журнал. 1886. Вып. 4. С. 18-33.

26. Георгиевский Н. П. О развитии насаждений при рубках ухода//Развитие русского лесоводства. М.: Л., Гослесбумиздат., 1948. Вып.1. 224 с.

27. Георгиевский Н. П. Рубки ухода за лесом. М.: Л., Гослесбумиздат., 1957.142 с.

28. Георгиевский Н. П. Рубки ухода за лесом/ЛТроблемы повышения продуктивности лесов. М.:Л., 1959. Т. 1. С. 27-32.

29. Георгиевский Н. П., Луковой Е. В., Нефедов А. Г. Рубки ухода в лист венно-еловых молодняках//Лесное хозяйство. 1962. №4. С. 14-18.

30. Гордеев М. Н. Значение подроста в восстановлении ели//Лесное хозяйство. 1964. № 8. С. 25-29.

31. Гордеев М. Н. О пологе лиственных над елью//Лесное хозяйство. 1976. №7. С. 69-71

32. Грязькин А. В. Мозаичность живого напочвенного покрова и динамика парцеллярной структуры ельника в связи с ветровалом//Лесная геоботаника и биология древесных растений. Брянск : БИТМ, 1989. С. 28-32.

33. Грязькин А. В. Парцеллярная структура разновозрастных ельников //Лесная геоботаника и биология древесных растений. Брянск : БИТМ, 1987. С. 24-31.

34. Грязькин А. В., Смирнов А. П. Влияние хозяйственных мероприятий на структурные элементы лесных биогеоценозов. М.: ВИНИТИ, 1997. 74 с.

35. Гусев И. И. Продуктивность ельников Севера. Л.: ЛГУ, 1978. 232 с.

36. Гусев И. И., Третьяков С. В. Сезонный рост еловых молодняков под пологом сосновых древостоев//Известия вузов. Лесной журнал. 1988. № 3. С. 5-9.

37. Давыдов A.B. Рубки ухода за лесом. М.: Л., 1971. 180 с.38