Содержание к диссертации
Введение
1.Состояние вопроса 10
1.1. Общая характеристика сосны кедровой сибирской 11
1.2. Особенности создания и выращивания искусственных насаждений сосны кедровой сибирской 19
1.3. Современное состояние интродукции сосны кедровой сибирской в Среднем Поволжье 29
Выводы 33
2. Программа, методика, объекты исследований и объем выполненных работ 35
2.1. Программа исследований 35
2.2. Методика исследований 35
2.3. Объекты исследований 38
2.4. Объем выполненных работ 41
3. Природно-климатическая характеристика района исследования 42
3.1. Районирование территории 42
3.2. Климат 43
3.3. Почвы и растительность 45
Выводы 47
4. Особенности роста и семеношения сосны кедровой сибирской в зоне хвойно-широколиственных лесов среднего Поволжья 48
4.1. Общее состояние и закономерности роста насаждений с участием сосны кедровой сибирской в Среднем Поволжье 48
4.2. Семеношение сосны кедровой сибирской в интродукционных культурах 57
4.2.1. Урожайность 57
4.2.2. Качество семян 61 Выводы 64
5. Опыт создания смешанных культур сосны кедровой Сибирской 66
5.1. Елово-кедровые культуры 66
5.3. Сосново-кедровые культуры 80
5.2. Дубово-кедровые культуры 85
Выводы 93
6. Влияние отдельных элементов технологии создания культур на состояние и рост сосны Кедровой Сибирской 95
6.1. Обработка почвы 95
6.2. Посадочный материал 104
6.3. Густота посадки растений 106
Выводы 121
7. Болезни, вредители и фауты сосны кедровой сибирской в зоне хвойно-широколиственных лесов среднего Поволжья 124
7.1. Видовой состав возбудителей болезней и вредителей сосны кедровой сибирской в регионе интродукции 124
7.2. Фауты сосны кедровой сибирской 128
Выводы 130
8. Способ создания культур сосны кедровой сибирской в зоне хвойно-широколиственных лесов среднего поволжья 132
8.1. 100- летний опыт выращивания сосны кедровой сибирской в условиях дубрав 132
8.2. Тип полосных культур 140
8.3. Расчет экономической эффективности выращивания культур 143
Выводы 145
Основные выводы 147
Рекомендации производству 150
Заключение 152
Обозначения и сокращения 153
Список литературы
- Современное состояние интродукции сосны кедровой сибирской в Среднем Поволжье
- Методика исследований
- Почвы и растительность
- Семеношение сосны кедровой сибирской в интродукционных культурах
Введение к работе
Актуальность темы. Восстановление и повышение эколого-ресурсного потенциала лесов Среднего Поволжья возможно путем создания и выращивания искусственных насаждений сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour). Для кедра характерны следующие биоэкологические и хозяйственные свойства, обеспечивающие целесообразность его использования как вида-ин-тродуцента: широкий эдафический и географический ареал; высокая зимостойкость; долговечность (800-850 лет); съедобные высококалорийные семена; высокая фитонцидность, почвоулучшающие, средозащитные и другие качества. Кедр сибирский в Среднем Поволжье культивируется на протяжении более ста лет, что дает возможность изучения и обобщения достаточно длительного опыта лесной интродукции, а также научного обоснования целесообразности его выращивания в культуре.
Цель работы – на основе изучения и обобщения более чем столетнего ле-сокультурного опыта и результатов полевых исследований предложить научно обоснованные способы введения кедра сибирского в культуру с целью повышения эколого-ресурсного потенциала лесов Среднего Поволжья.
Задачи исследования: обобщить опыт выращивания, изучить современное состояние культур кедра сибирского, закономерности их роста и развития, взаимоотношение с местной арборифлорой; разработать рекомендации по созданию и выращиванию кедра сибирского в зоне хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья.
Объектом исследования являются интродукционные лесные культуры сосны кедровой сибирской, созданные в зоне хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья.
Научные положения, выносимые на защиту
-
Закономерности роста и развития насаждений сосны кедровой сибирской в зоне хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья.
-
Обоснование оптимальной густоты создания и выращивания культур сосны кедровой сибирской.
-
Способ создания и выращивания культур сосны кедровой сибирской в зоне хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья.
Научная новизна работы. Впервые для условий зоны хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья обобщен и проанализирован более чем 100-летний лесокультурный опыт выращивания сосны кедровой сибирской. Получены экспериментальные данные о состоянии деревьев кедра, установлены закономерности строения, роста и продуктивности насаждений, проведена комплексная оценка санитарного состояния и других характеристик древостоев.
Практическая значимость. На основе полученных данных разработаны практические рекомендации по созданию кедровых насаждений комплексного назначения. Результаты исследований внедрены в учебный процесс Института
леса и природопользования ПГТУ, а также в производственную деятельность ГКУ РМЭ Сернурское лесничество.
Достоверность результатов и основных выводов, сформулированных в диссертации, обеспечивается большим объемом экспериментального материала, полученного в ходе проведения исследований в полевых и лабораторных условиях, обработке данных с использованием современных методов. Проведено обследование 126 участков общей площадью 328 га, заложено 26 пробных площадей.
Апробация. Основные положения и результаты диссертационного исследования апробированы на конференциях различного уровня: международных «Научному прогрессу – творчество молодых» (Йошкар-Ола, 2013-2015); всероссийских «Лесовосстановление в Поволжье: состояние и пути совершенствования» (Йошкар-Ола, 2013); «Повышение эффективности лесного комплекса» (Петрозаводск, 2014, 2015); внутривузовских научно-технических конференциях (Йошкар-Ола, 2014-2017).
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, разработке программы и методики исследований, сборе экспериментального материала, обработке данных, анализе и интерпретации результатов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ объемом 11,49 п.л., в том числе 1 учебное пособие и 2 статьи в рецензируемых журналах, включенных в «Перечень…» ВАК. Получены два патента на способ создания культур кедра.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, выводов и рекомендаций, заключения, перечная обозначений и сокращений, списка литературы из 297 наименований, 21 приложения. Текст диссертации изложен на 147 страницах машинописного текста, иллюстрирован 15 рисунками и 65 таблицами.
Современное состояние интродукции сосны кедровой сибирской в Среднем Поволжье
Сосна кедровая сибирская, или кедр сибирский, имея некоторое внешнее сходство с южными кедрами (кедры атласский, ливанский и гималайский), не имеет никакого отношения к роду Cedrus [208]. Несмотря на это, название кедр сибирский прочно утвердилось как синоним и довольно широко употребляется в учебной и научной литературе [208,163]. Об отношении кедра к рангу самостоятельного вида нет единого мнения. Одни авторы рассматривают сибирский кедр (Pinus sibirica Du Tour) в ранге вида [198,23], другие считают его подвидом сосны кедровой Pinus cembra ssp. sibirica (Rupr.) Kryl [163,136,246,234]. В настоящее время сосна сибирская признана ведущими мировыми систематиками как самостоятельный вид [295,285]. Сосна кедровая-дерево первой величины, достигающее высоты 30-35 м и диметра ствола- 60 - 120 см [208,25]. В оптимальных условиях достигает высоты до 40 - 45 м, а диаметра- до 1,5 - 2,0м [134,221,235]. Ствол в насаждениях обычно прямой, цилиндрической формы, при свободном стоянии - сбежистый [19]. Кора на протяжении всего ствола в молодом возрасте гладкая, светло-серая, затем становится трещиноватой, серо-бурой, структура которой характеризуется двумя основными типами: соснововидной и еловидной [151]. Кора тонкая, толщина у основания дерева едва превышает 10 мм, что снижает устойчивость дерева к механическим, огневым и другим повреждениям.
Почки продолговатые, цилиндрические или яйцевидные, заостренные, длиной 6-10 мм. Хвоя мягкая, в поперечном разрезе овально-треугольная, по краю слабозазубренная, темно-зеленая с сизым налетом, сидит на укороченных побегах по 5 штук, длиной 5-14 см, шириной- 0,7-1,2 мм. Хвоя многолетняя, живет на побегах чаще всего от 4 до 7, реже - от 3 до 11 лет [208,290].
Крона у деревьев густая, но ее форма при различном породном составе насаждений может быть цилиндрически-конусовидной, яйцевидной и широкоовальной с толстыми сучьями [208,19]. Верхние боковые побеги часто приподняты и имеют характерную канделябровидную форму [134]. Кедр может иметь различную форму кроны в зависимости от возраста и условий произрастания [175]. К примеру, в условиях очень сурового климата и бедных, щебнистых почвах горной тундры (на высоте 1950-2000 м над ур. моря) может сформироваться трехярусная крона [250]. Довольно редким явлением может быть образование «ведьминых метл», которые имеют особую ценность в селекционном отношении. По данным М.С. Ямбурова [278], их средняя встречаемость составляет- 1 шт. на 20 га, или на 5 тыс. деревьев. Очищаемость от сухих сучьев проходит медленно, в течение 10-15 лет. Расположение ветвей строго мутовчатое. Первые мутовки обычно появляются на пятый год [19], а у единичных растений на второй, девятый годы [157].
Растет первые 10-15 лет медленно, позднее к 15-20 годам прирост увеличивается до 9-11 см в насаждениях и до 20-35 см на открытых местах. В дальнейшем прирост увеличивается до 50-70 см в год [25,208,119]. При благоприятных лесо 13 растительных условиях к 100 годам он достигает высоты 20-25 м, затем прирост падает, а после 200 лет составляет не более 2-3 см за вегетационный период.
Особенностью кедровых сосен является многовершинность, которая возникает вследствие различных причин: облома центрального побега, охлестывания, повреждения почек энтомовредителями и заморозками, закладки двух и более центральных почек, раздвоения апекса в период эмбрионального развития почки [221,231,130]. Наибольшая доля многовершинных деревьев отмечена в припосел-ковых кедровниках. Семенная продуктивность таких деревьев в 2-3 раза выше, чем одновершинных [69]. В таежных насаждениях доля двух- и трехвершинных деревьев варьирует от 2 до 12 % [201].
Для кедра, как и для дуба черешчатого, характерно образование вторичного прироста, или «ивановых» побегов [263,274,208,221,99]. Степень развития таких побегов довольно изменчива как в пределах популяции, так и по годам. Вторичный прирост-это реакция кедра на условия повышенной тепло- и влагообеспечен-ности, при продолжительном росте которого возможно обмерзание побега вследствие ранних осенних заморозков [221].
Для кедра, как и для всех кедровых сосен, характерен продолжительный период жизни. Отдельные деревья достигают возраста до 800-850 лет [134,236,100, 106,226], а целые насаждения до 350-420 лет [221]. Некоторые авторы определяют долговечность кедра в меньших пределах-до 500 лет [223,252]. При крайне неблагоприятных условиях роста продолжительность жизни сокращается до 40-80 лет [208]. Кедр живет в 2 раза дольше сосны, ели, пихты и в 5 раз – березы и осины [267]. Большая продолжительность жизни отдельных деревьев делает кедр привлекательным объектом для изучения в дендроклиматологии [284,289,292, 293,296].
Корневая система кедра хорошо развита, располагается преимущественно в верхнем почвенном горизонте и состоит из короткого стержневого корня и мощных глубоко идущих боковых корней [172,19,149]. На дренированных суглинистых и супесчаных почвах у кедра развивается корневая система главного корня, на каменистых, избыточно-увлаженных почвах и на почвах с близким залеганием вечной мерзлоты он образует поверхностную корневую систему [226,136,149,67]. Особенностью кедра является образование придаточных корней [208,226].
Кедр сибирский является микотрофным растением. По исследованиям, проведенным Р. Н. Ивановой в Иркутской области, обнаружено семь форм микоризы: войлочно-пушистая, шнуровидная, нитчатая, вильчатая, клубеньковая, коралловидная и простая[98]. Отсутствие последней, по данным В.А. Кирсанова, является одной из главных причин слабого роста и преждевременной гибели кедра при естественном и искусственном возобновлении [119].
Дерево однодомное, ветроопыляемое. Возраст вступления в пору семено-шения в условиях достаточной освещенности наступает в 18-25 лет, а в сомкнутых насаждениях-с 50 лет и старше [208,67,157]. Единичные экземпляры образуют шишки в более раннем возрасте-в 10-12 лет [157,138]. Репродуктивное развитие кедра начинается с образования мактростробилов, через 7-10 лет образуются микростробилы, формируется смешанный генеративный ярус [171]. Женские шишки формируются на побегах верхнего яруса кроны, а мужские – на боковых побегах среднего и нижнего ярусов кроны. По данным Т. П. Некрасовой [171], шишки и семена кедра формируются в течение трех сезонов вегетации: зачатки микро- и макростробил образуются в июле-августе первого года, опыление происходит в июне следующего года с последующим образованием шишечки («озимь»), которая остается до весны следующего года
Методика исследований
При анализе данных материалов лесоустройства, с целью изучения состояния, структуры и продуктивности древостоев, за основу взяты методические разработки Ю.П. Демакова [73,70,75], основанные на системном анализе данных массовой таксации насаждений. Математические модели хода роста по высоте местных пород для условий суборей, сураменей и дубрав заимствованы из работ Ю. П. Дема-кова с соавторами [72,71,74]. В качестве исходных данных для построения моделей хода роста древостоев сосны кедровой сибирской по высоте, диаметру и запасу использована выборка насаждений, в которых доля участия кедра составляла 8 единиц и более. Для аппроксимации хода роста по высоте и запасу была использована функции Митчерлиха: Y= K{1-exp[-at]}b, (2.1) где Y – моделируемый таксационный показатель; K – асимптотическое значение таксационного показателя для данного древостоя; t – возраст, лет; еxp – основание натурального логарифма; a – параметр роста; b – параметр формы кривой. Наилучшим образом интегральное распределение вероятности обнаружения значений признака в совокупности, объясняя процесс дифференциации организмов в популяции, описывает функция Вейбулла: Y=(K-m)(1-exp(-((X-c)/a)b)))+m, (2.2) Параметр a в данном случае отражает интенсивность течения дифференциации, а параметр b – действие сил торможения.
Пробные площади закладывались в соответствии с методическими указаниями Г. К. Незабудкина [168], И. И. Дроздова, А. И. Янгутова [83], И. А. Алексеева [4,95], ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки» [186]. На пробных площадях проводился сплошной перечет деревьев с инструментальным определением высоты, диаметра ствола на высоте 1,3 м, высоты до живого сучка, диаметра кроны. Для каждого дерева, согласно действующим санитарным правилам [204], определялась категория состояния. Дополнительно проведено разделение отпада по группам причины образования (патологический, случайный и естественный) [4]. Помимо этих показателей описывались встречаемые фауты, определялся видовой состав грибов и вредителей кедра [27,26,30,92,187,161,222]. Объем ствола в коре и значения суммы площадей сечений при полноте 1,0 определялись по таблицам Н. П. Анучина [266,11]. Почвенные разрезы были заложены согласно общепринятой методике [162].
Для каждой породы, и всего насаждения в целом, рассчитывались коэффициенты годичного отпада (по числу деревьев, по запасу и по площади сечения), коэффициент жизнеспособности, прирост потери площади питания, индекс жизнеспособности, индекс потери жизнеспособности, процент жизнеспособных деревьев по запасу, коэффициент возобновления, коэфициент возраста, коэффициент биологического разнообразия, коэффициент перегущенности, коэффициент прироста очагов усыхания, показатели фаутности и др.[4].
Для определения прогнозной характеристики насаждений был рассчитан коэффициент стабильности состояния, вычисляемый по формуле: Kстаб= , (2.3) где: Р - общая относительная полнота по выделу; Кg - коэффициент общего отпада по площади сечения; Q - процент жизнеспособных деревьев по запасу; КA- коэффициент возраста; Kвозобн-коэффициент естественного возобновления; КМ- коэффициент суммарного годичного отпада; Кбр-коэффициент биологического разнообразия; Iпж- индекс потери жизнеспособности; Кперег- коэффициент перегущенности насаждения; КМнорм- коэффициент нормального отпада по запасу; Ккат. оч- средний коэффициент категорий очагов на выделе; КZs- коэффициент прироста очагов усыхания; Дпат. отп- доля патологического отпада от нормативного; Кухуд.- сумма коэффициентов ухудшения характеристик санитарного состояния (коэффициент происхождения, потери среды, потери состава, рубок ухода, условной фаутности, лесохозяйственной нагрузки, пастьбы скота, промышленного загрязнения) [4]. Если коэффициент больше 1000, то насаждение можно отнести к исключительно стабильным, от 100 до 1000 - к удовлетворительным, от 10 до 100 к неудовлетворительным, от 1 до 10 – к разрушающимся, менее 1– к погибшим. Оценка семеношения определялась согласно шкале «Оценки плодоношения отдельных деревьев…сосны кедровой сибирской» Т. П. Некрасовой [248]. Показатели качества семян определялись согласно действующим стандартам [60,58,59,57]. Шишки урожая 2013 года были собраны с 15 деревьев во второй декаде августа отдельно по каждому дереву. Линейные размеры шишек измерялись с погрешностью до 0,1 см, показатели массы - весовым способом с погрешностью до 0,01 г. Для определения грунтовой всхожести, во второй декаде марта семена предварительно заложили на стратификацию, изначально замочив их в течении трех суток в 0,5 %-м растворе марганцовокислого калия, с периодическим перемешиванием. Раз в сутки раствор заменялся. Стратификацию проводили в сфагнуме в течение 2 месяцев при температуре 0-+2 С. Посев грядковый, норма высева 110-120 шт. на 1,0 п. м., глубина заделки семян - 2 - 3 см.
Для обработки полевых материалов использовали стандартные методы математической статистики и пакеты прикладных программ Excel и Statistica (версия 6.0). Основные статистические показатели для оценки изменчивости количественных и качественных показателей шишек и семян рассчитаны по алгоритмам М. М. Котова и Э. П. Лебедевой [127]. Для обработки полевых материалов были использованы методы описательной статистики, корреляционный, регрессионный и дисперсионный анализы [68,229].
Почвы и растительность
В Республике Марий Эл за период с 1910 по 2014 гг. было создано 1062,0 га лесных культур сосны кедровой сибирской [90]. В настоящее время в лесном фонде республики сохранилось, по данным лесоустройства, 93 участка общей площадью 314,5 га, что составляет лишь 29,6 % от всех заложенных ранее культур. В других регионах Среднего Поволжья общее число созданных культур кедра и их сохранность установить не удалось. На данный момент в Татарстане имеется 49 участков площадью 154,4 га, в Чувашии – 61 участок площадью 138,6 га, в Кировской области – 79 участков общей площадью 174,3 га. Возраст сохранившихся насаждений кедра изменяется в больших пределах, однако основная часть участков представлена молодняками 1 и 2 классов возраста (класс возраста кедрачей, согласно лесоустроительной инструкции [147], составляет 40 лет): 82,7 и 16,3 % соответственно.
Насаждения старше 80 лет представлены всего четырьмя участками общей площадью 8,0 га, имеющими особую научную ценность в качестве объектов лесной интродукции и требующими детального анализа агротехнологических аспектов создания культур.
Анализ исходных данных показал, что культуры с участием кедра встречаются практически во всех типах лесорастительных условий от боров до дубрав (рисунок 4. 1), но наиболее распространены они в свежих сураменях (53,4 %) и дубравах (15,6 %). 416,5 1 121,6
Распределение участков культур кедра по типам лесорастительных условий: в числителе приведена площадь, в знаменателе - количество участков.
Класс бонитета древостоев, который является основным показателем потенциальной производительности насаждений, изменяется в больших пределах (таблицы 4.1 - 4.2).
Примечание (здесь и далее): xср– среднее выборочное значение показателя; mx– ошибка среднего значения; min / max - минимальное и максимальное значения в выборке.
Наиболее высокая производительность культур кедра отмечается в условиях свежих сураменей и дубрав. В условиях свежих боров Среднего Поволжья средний класс бонитета древостоев составляет III,50, а свежих суборей – II,40. Производительность искусственных молодняков кедра в условиях интродукции для зоны смешанных лесов соответствует, по данным И.И. Дроздова [78], II классу бонитета. Полнота древостоев изменяется от 0,4 до 1,1, составляя в среднем 0,65-0,75. Наиболее высокополнотные насаждения произрастают в условиях су-раменей (0,71) и дубрав (0,74).
Доля участия кедра сибирского в составе древостоев изменяется от 1 до 10 единиц (таблица 4.3), составляя в среднем 36,3 % (таблица 4. 4). Эта порода, согласно лесоустроительной инструкции 2011 г. [147, п. 100], является преобладающей в том случае, если доля ее участия в составе древостоя составляет 3 единицы и более.
В нашем случае чаще всего встречаются участки с долей кедра менее 3 единиц (54,1 %), которые лишь номинально являются кедровниками [121]. Чистые кедровники (9-10 ед.) занимают всего 57,4 га (8,1 %). Установлено, что с увеличением средней площади участка культур доля участия кедра в составе насаждения уменьшается, что вполне объяснимо с хозяйственной точки зрения: чем меньше участок, тем легче и удобнее проводить уходы. Какой-либо зависимости изменения доли участия кедра от типа лесорастительных условий и возраста насаждений не выявлено, что связано с отсутствием сведений об истории создания объектов и типа смешения культур.
Во всех условиях произрастания сопутствующими и чаще преобладающими породами являются береза, осина, сосна и ель. Последние из них имеют в основном искусственное происхождение. Довольно частым явлением в производственных условиях являлось дополнение культур кедра сосной обыкновенной, что повлияло в дальнейшем на состав и сохранность насаждений. Сохранившиеся насаждения с участием кедра характеризуются, в отличие от лесных культур сосны обыкновенной и ели европейской, территориальной разобщенностью и малыми размерами площадей, изменяющимися от 0,1 до 11,9 га (в среднем 2,8 га), что затрудняет осуществление контроля за их состоянием, в результате чего культуры часто остаются без должного ухода и «самовыживают».
Примечание: площади культур кедра в ТЛУ А1, А3, С5, D1, D3 и D5 носят случайный характер и в таблицу не включены. В процессе развития культур кедра происходят закономерные изменения высоты и диаметра деревьев. Так, динамику средней высоты деревьев кедра наилучшим образом аппроксимирует функция Митчерлиха H = K[1 – exp(-a10-3А)]b, все параметры которой имеют конкретный биофизический смысл [70,75]. Параметр К, отражающий предельную высоту деревьев, к которой они стремятся в процессе роста, наибольшего значения достигает в условиях свежих дубрав, а наименьшего – в свежих суборях (таблица 4.5). Параметры а и b также не остаются стабильными, а закономерно изменяются в зависимости от ТЛУ. До 30-35 лет средняя высота деревьев кедра в ТЛУ С2 и D2 практически одинакова, однако в дальнейшем в свежих сураменях она становятся максимальной (рисунок 4. 2). Хуже всего деревья кедра растут в ТЛУ В2.
Среднего Поволжья Кульминация текущего годичного прироста в высоту наступает, как показывают расчеты, раньше всех (в 22-24 года) у культур в условиях свежих дубрав, достигая 36,1 см. У культур в свежих сураменях она наступает в возрасте 28 лет (38,9 см), а в свежих суборях – в 32 года (25,4 см). Это противоречит данным о том, что деревья кедра сибирского в молодости растут очень медленно. Данный факт объясняется, на наш взгляд, тем, что имеющиеся литературные сведения отражают рост деревьев этой породы в древостоях естественного происхождения, где их молодое поколение долгое время находится под пологом леса, испытывая большой недостаток света, чего в лесных культурах не наблюдается.
При сравнении полученных данных роста искусственных молодняков по высоте с данными И. И. Дроздова, установлено, что к возрасту 30 лет отклонение по высоте составляет не более 5,5 % (таблица 4.6).
Семеношение сосны кедровой сибирской в интродукционных культурах
Проведнные исследования показали разнообразие жизненного состояния кедра сибирского в культурах в связи с изменением долевого участия ели в составе насаждения. Заметно лучшим состоянием отличаются насаждения без участия в составе ели, однако, в целом по всем участкам средняя категория состояния кед 72 ра варьирует в пределах от 3,0 до 4,9 по числу деревьев. Кедр при порядном смешении с елью (ПП 20) ослаблен угнетением со стороны ели. Ель на участках выпадает вследствие поражения Ips typographus L., поэтому средневзвешенное значение категории состояния изменяется от 2,9 до 3,1. При совместном произрастании с елью, Ips typographus L. так же переходит на кедр, что и является причиной ухудшения его состояния. Деревья березы на исследуемых участках можно характеризовать здоровыми, без признаков ослабления.
Наибольшую долю свежего сухостоя кедра имеет ПП 5, доля которого составляет по числу деревьев 64,9% и по запасу - 63,7 %. Данный участок располагается в окружении елового древостоя, поэтому причиной отпада кедра стал Ips typographus L., перешедший с ели.
Однако, средневзвешенная категория санитарного состояния - достаточно формальный показатель, требующий корректировки его интерпретации для каждой породы и условий произрастания насаждения [132]. Этот показатель не отражает причин ослабления насаждения, поэтому более обоснованную оценку искусственных насаждений кедра дает характеристика санитарного состояния по запасу, в том числе при распределении по категориям состояния. Имеющийся отпад на участке в свою очередь подразделяется на наличный, свежий и годичный. Каждый вид отпада делится по группам причин образования: естественный, случайный и патологический. Такой дифференцированный подход позволяет выявить ошибки производства по поддержанию общего санитарного состояния на участках.
Наличный отпад характеризует суммарный объем всех сильно ослабленных, усыхающих и усохших деревьев, стоящих на корню, а свежий отпад - санитарное состояние насаждения на день обследования.
Наличный отпад кедра и ели присутствует на всех объектах исследования (таблица 5.6). Большая часть наличного и свежего отпада по ели на пробных площадях приходится на долю патологического отпада, образовавшегося вследствие поражения деревьев Ips typographus L. На момент исследования случайный отпад по ели отсутствовал. Примечание (здесь и далее): Nдер-число деревьев, шт./га; М- запас, м3/га. По кедру распределение наличного отпада по группам причин образования имеет иной характер. На всех трех участках (ПП 20, ПП 10, ПП 21) преобладает наличный естественный отпад кедра вследствие естественного изреживания и угнетения другими породами. Имеет место отпад вследствие поражения Ips typographus L., а также случайный отпад, вследствие снеголома деревьев на всех участках. Наибольшее суммарное значение наличного отпада кедра наблюдается на участке, произрастающем в окружении ели европейской (ПП 5) и составляет по запасу 286 м3/га, а по числу деревьев - 1191 шт./га. Причем доля свежего отпада в данном случае равна 92,4 % (264,4 м3/га) по запасу и 89,3 % по числу деревьев (1064 шт./га). Причина отпада кедра, как отмечалось выше, имеет патологический характер вследствие поражения Ips typographus L., перешедшего с ели европейской. Данный участок отличался обильным семеношением, поэтому зафиксирован случайный отпад от сильного повреждения деревьев околотами.
Свежий отпад кедра полностью отсутствовал на участке кедровых культур, произрастающих без допуска ели (ПП 21), а также на всех участках по березе и пихте. При произрастании с елью учтенный свежий отпад кедра был вызван угнетением со стороны ели. По мере уменьшения доли ели в составе насаждения, свежий отпад кедра увеличивался от 0,08 до 0,98 м3/га по запасу и от 13 до 28 шт./га по числу деревьев. Свежий патологический и случайный отпады при этом отсутствовали.
Динамическую характеристику показывает годичный отпад (приложение 11). Суммарный годичный отпад по ели европейской составляет 3,79-4,06 м3/га. Наши расчеты показали, что в год по ели выпадает 4-5 деревьев естественного отпада диаметром 7,8 см и 18-19 деревьев патологического отпада диаметром 17,9 см. Суммарный годичный отпад по кедру, в зависимости от уменьшения доли участия ели в составе, увеличивается от 0,03 до 0,33 м3/га по запасу, от 4 до 9 шт./га по числу деревьев и от 4,8 до 8,2 см по диаметру. В культурах кедра, произрастающих в окружении елового древостоя, он составляет 88,13 м3/га и 355 шт./га. При этом в ходе естественного изреживания выпадает 64 дерева диаметром 10,0 см (2,93 м3/га), а из-за сильных механических повреждений при сборе шишек - 7 деревьев диаметром 14,6 см (0,78 м3/га). По патологическим причинам в год выпадает 284 дерева со средним диаметром 21,6 см, что составляет 84,42 м3/га.
Примечание (здесь и далее): Knест, Knслуч, Knпат, Knпат+сл, Knсум- коэффициенты годичного отпада по числу деревьев (естественный, случайный, патологический, случайный и патологический, суммарный); Kgест, Kgслуч, Kgпат, Kgпат+сл, Kgсум – коэффициенты годичного отпада по площади поперечного сечения (естественный, случайный, патологический, случайный и патологический, суммарный); Kmест, Kmслуч, Kmпат, Kmпат+сл, Kmсум - коэффициенты годичного отпада по запасу (естественный, случайный, патологический, случайный и патологический, суммарный).
Сравнивая фактический отпад с нормативными значением, можно выявить тенденции разрушения древостоя по каждой породе (таблица 5.8). Несмотря на разное значение долевого участия ели в составе насаждения, фактическое значе 76 ние годичного отпада кедра на участках остается на уровне естественного изре-живания. С уменьшением доли участия кедра в составе насаждения, значение фактического годичного отпада ели увеличивается и превышает значение нормативного в 1,1 - 2,5 раза. Наибольшее превышение годичного отпада кедра наблюдается в культурах, произрастающих в окружении елового древостоя. В данном случае фактические данные в 44,7 раза превышают нормативное значение. Изложенное подтверждает негативное влияние на кедр Ips typographus L., перешедшего с ели.