Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 8
1.1. Опыт защитного лесоразведения 8
1.2. Лесомелиоративное обустройство агроландшафтов 21
1.3. Лесоводственные меры ухода в лесных полосах 28
1.4. Агролесомелиоративная эффективность лесоводственных уходов в лесных полосах 31
2. Характеристика факторов среды района исследований 33
3. Программа, объекты и методика исследований 42
4. Улучшение состояния и роста дуба черешчатого в полезащитных насаждениях лесоводственными мерами ухода 53
4.1. Рост и состояние дуба черешчатого в полезащитных лесных полосах с участием быстрорастущих и сопутствующих пород 53
4.2. Влияние лесоводственных уходов на состояние и таксационные показатели дуба черешчатого в лесных полосах 63
5. Лесобиологическое состояние полезащитных насаждений после рубок ухода 83
5.1. Порослеобразовательная способность древесных пород 83
5.2. Изменение светового режима под пологом полезащитных насаждений в зависимости от схем смешения и интенсивности изреживания 86
5.3. Развитие напочвенного покрова под пологом полезащитных насаждений под влиянием рубок ухода 87
6. Развитие дуба черешчатого в лесных полосах с искусственным формированием крон 93
6.1. Влияние высоты обрезки нижних сучьев на его развитие 93
6.2. Влияние сроков кронирования дуба по временам года на рост и развитие насаждения 101
6.3. Влияние технологии кронирования на состояние древостоя в лесных полосах 103
7. Агролесомелиоративная эффективность лесоводственных мер ухода в полезащитных насаждениях 110
Основные выводы и предложения производству 123
Библиографический список 128
Приложения 143
- Опыт защитного лесоразведения
- Рост и состояние дуба черешчатого в полезащитных лесных полосах с участием быстрорастущих и сопутствующих пород
- Развитие напочвенного покрова под пологом полезащитных насаждений под влиянием рубок ухода
- Агролесомелиоративная эффективность лесоводственных мер ухода в полезащитных насаждениях
Введение к работе
Актуальность темы. Агролесомелиоративная наука предложила сельско-зяйственному производству широкий выбор способов оптимизации сель-эхозяйственных угодий. Каждый из этих способов базируется на жизне-особности и долговечности защитных лесных насаждений, создаваемых на шинных сельскохозяйственных угодиях. Доказано, что почвенно-яматнческие условия ЦЧП позволяют выращивать продуктивные древо-)и дуба черешчатого (Quercus robur L.). Именно дуб здесь является основой иголетних. эффективно работающих защитных лесных полос. Несмотря на еюпшеся рекомендации по выращиванию дуба, этот вопрос в полезашит-« лесоразведении остается актуальным. Основная проблема заключается в пенни трудно совместимых задач: при ограниченной ширине лесной поло-
создать долговечное насаждение и быстро ввести его в работу. На фоне ее требований и проводились наши исследования. Решение поставленных вч возможно при совмещении оптимальной для дуба схемы смешения и :оводственных уходов, позволяющих сохранить дуб и формировать проду-:мую иди ажурно-продуваемую конструкцию полезащитной лесной поло-
Цели н задачи исследований. Цртп. исследований заключалась в усовер-нствовании технологии выращивания культур дуба в полезащитных дес-к полосах с разными схемами смешения и формирование высокоэффек-яых. в агромелиоративном плане, кяструхпий лесоводсгвенными ухода-. Для достижения указанной пели [»*"-"""'»- следующие задачи:
изучить влияние рубок ухода в полосных культурах дуба с разными бы-орастущими спутниками и в чистых культурах дуба на рост и развитие постоя;
изучить влияние рубок ухода разной интенсивности на изменение такса->нных показателей древостоев;
определять мелиоративную эффективность полезащитных насаждений с ной степенью изреживания.
Научная новизна заключается в следующем:
раскрыты особенности формирования древостоев в лесных полосах, соз-ных по разным схемам смешения, способом «уплотненного коридора»:
испытаны варианты лесоводственных уходов для лесных полос, поса-шых способом «уплотненного коридора»;
отработана технология искусственного формирования крон дуба череш-ого в условиях юго-востока ЦЧП;
изучено влияние хронирования дуба в лесных полосах на их лесобиоло-еское состояние и мелиоративные свойства в условиях юго-востока ЦЧП. На защиту выносятся следующие положения:
оптимальная схема смешения для полезаіщггньїх лесных полос, созданы* способом «уплотненного коридора»;
интенсивность изреживания опушечных рядов в коридорных лесных по-
лосах;
конкурентная способность дуба черешчатого. клена остролистного и ті поля в насаждениях, созданных способом «уплотненного коридора»;
искусственное формирование крон дуба черешчатого в полезашитнъ лесных полосах юго-востока ЦЧП.
Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций определяет! многолетними наблюдениями, большим количеством биометрических да ных и математической обработкой материалов с применением ЭВМ.
Практическая значимость и реализация научных разработок. Изучен] рубок ухода привязано к конкретным схемам смешения. В чистых дубові насаждениях кронирование деревьев первого класса возраста способству улучшению мелиоративных свойств полезащитных лесных полос. Изучеі реакция деревьев дуба на искусственное формирование крон.
Результаты исследований могут быть использованы в рекомендациях і рубкам ухода в полезащитных полосах, проектными организациями и лесхі зами ЦЧП. выполняющими агролесомелиоративные работы на пашне.
Апробация работы. Диссертационная работа является составной часть комплексных исследований отдела агролесомелиорации НИИСХ ЦЧП го В.В.Докучаева и кафедры лесомелиорации, почвоведения и озеленен: ВГЛТА по проблеме: «Разработать научно обоснованные методы и прием ухода за древостоем и лесовосстановления в защитных лесных насаждениях применением новой техники для районов ЦЧП». Результаты исследован] включены в ежегодные научные отчеты отдела агролесомелиорапии. Man риалы диссертации докладывались на практических конференциях в Ворс неже (1998. 1999. 2000) и в Каменной Степи (1999).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 155 страниц; машинописного текста, в ней содержится 33 таблицы. 31 рисунок. Списс литературы включает 167 наименований, в том числе 9 иностранных исто1 ников.
Опыт защитного лесоразведения
История защитного лесоразведения в России уходит корнями в XVII век, когда по велению Петра 1 вблизи Таганрога высеяли желуди дуба (Quer-cus robur). Приоритет по полезащитному лесоразведению надо отдать русскому агроному, лесоводу и плодоводу А.Т.Болотову, который еще в 1766 г. выдвинул идею использования древесных пород для защиты полей (Н.И.Рубцов, 1962; И.В.Трещевский, В.Г.Шаталов, 1982; В.В.Володин, 1992).
С 1804 г. И.Я.Данилевский начал облесение сыпучих песков по берегам р. Северный Донец в Харьковской губернии. Это была инициатива частного лица, а в 1843 г. начинается развитие степного лесоразведения под контролем государства (Н.Н.Степанов, 1949); учреждается первое степное лесничество - Великоанадольское. Перед его лесничим В.Е.Граффом были поставлены глобальные задачи:
1) доказать возможность облесения возвышенной открытой сухой степи;
2) определить древесные и кустарниковые породы, наиболее пригодные для облесения степей, и произвести опыты акклиматизации пород, имеющих особенную техническую ценность;
3) выработать надежные и дешевые способы степного лесоразведения;
4) приобщить местное население к разведению леса в больших размерах;
5) по возможности улучшить степной климат путем разведения лесов на больших площадях.
В.Е.Графф создал, в основном, чистые культуры саженцами с многочисленными уходами за почвой. За 23 года своей работы он облесил 150 га, но все они были выращены дорогостоящим садовым способом. Лесные насаждения, в основном, состояли из ясеня, ильмовых, клена остролистного, клена полевого и черноклена. Дуба сажалось мало, хотя как раз дуб дожил там до 100 и более лет.
В 1866 году в Велико-Анадольском лесничестве В.Е.Граффа сменил лесовод Л.Г.Барк. Он перешел на более густые посадки с размещением пород 2 х 0,35 м, что намного удешевило работу и привлекло внимание частных лиц к степному лесоразведению. Так же как и В.Е.Графф, Л.Г.Барк особое внимание уделял акации белой, ильмовым и ясеню. В дальнейшем он изменил свое мнение в пользу дуба. Причем, Л.Г.Барк предполагал, что для оте-нения почвы и подгона дуба нужен подлесок. Ошибка Барка Л.Г. была в том, что он сначала высаживал подлесок и подгоночные породы (акацию желтую и черноклен), а через год, а то и позже, высевал желуди дуба. Поскольку осветление дуба не проводилось, т.к. это мероприятие он планировал только через 15 лет после посадки леса, то культуры дуба после Барка Л.Г. не сохранились.
Более совершенную схему смешения дуба с подгоночными породами разработал лесничий Донского лесничества (Ростовская обл.) Ф.Ф.Тиханов (1888). Это донской тип посадки, где применяется смешение пород в рядах: Д-И-И-Я-И-И-Ко-И-И. Размещение пород было принято 1,8 х 0,35 м. При такой схеме ильм заглушал дуб уже через 4...5 лет, и Ф.Ф.Тиханов ввел новый способ ухода - осветление дуба, которое проводилось через 1...2 года после посадки. Работа выполнялась короткой казацкой шашкой, обрубались нависающие над дубом ветви, затем ильмовые рубились вполдерева, а еще позже вырубались совсем.
В 1880 г. в Великом Анадоле состоялся съезд по лесоразведению. Было отмечено недостаточное внимание дубу и предложено создать комиссии для выяснения причин гибели насаждений Л.Г .Барка. Эти комиссии (1884 и 1887 гг.) выработали новый тип смешения древесных пород для степного лесоразведения и назвали его «нормальным». Он отличался от Тихановского «донского» сокращенным на 50% содержанием ильмовых и выглядел еледующим образом: И-Д-И-Ко-И-Я-И-Д. По сравнению с «донским» типом расстояние между рядами было уменьшено до 1,5 м, а в ряду увеличено до 0,6 м. Главными породами так же были признаны дуб, ясень и клен остролистный.
«Нормальный» тип смешения древесных пород был уже ближе к современным схемам, но и он не оправдал надежды лесоводов. Насаждения, заложенные по «нормальному» типу, стали обнаруживать признаки болезненного роста и усыхали на больших площадях. Лесовод Б.О.Булатович в 1887 г. утверждал, что причина их гибели в обилии ильмовых пород и густоте посадок. Комиссия степных лесоводов под председательством Ф.К.Арнольда определила причину гибели насаждений «нормального» типа в отсутствии уходов за дубом и в злоупотреблении ильмовыми породами. Незадолго до этого энтомолог И.Я.Шевырев считал основной причиной гибели вышеуказанных посадок непригодность ильмовых и ясеня для степных условий. Он же высоко оценил дуб. И если Б.О.Булатович не верил в пользу уходов за дубом и считал осветление дуба невыполнимым в широких масштабах, то Шевырев И.Я. восхищался ухоженными насаждениями В.Е.Граффа. Он пишет: «Там, где дубки не были угнетены с самого начала их существования, где прилагался к ним постоянный уход, как в посадках Граффа, там дубы и до настоящего времени сохраняют свой могущественный вид, хотя вокруг них видны смерть и разложение» (Цит. по Н.Н.Степанову, 1949). Под смертью и разложением И.Я.Шевырев подразумевал погибшие вяз, ильм, берест и ясень.
Надо полагать, что комиссия степных лесоводов приняла во внимание и мнение энтомолога Шевырева И.Я, В 1891 г. было решено рекомендовать: «не приступать к лесоразведению без дуба», осветлять его, начиная с 4-х летнего возраста, прореживать за счет удаления подгонных ильмовых пород, начиная с 10-летнего возраста. Лесной специальный комитет дополнил рекомендации комиссии новыми подгонными породами. Кроме ильмовых в качестве подгона предлагались: груша, клен полевой и липа, а в 1893 году было разослано предписание всем степным лесничествам о своевременном производстве осветления дуба. Начинать эту работу рекомендовано на 3-м году после посадки, повторять ее по мере необходимости и производить немедленно, как только ильмовые породы начнут отенять или охлестывать дуб или клен. Ф.Ф.Тиханов, автор ильмового подгона, к 1896 году сам от него отказался и стал использовать клен татарский и липу. В период господства «нормального» типа из-за больших объемов посадки часто не хватало в лесничествах ильмовых и культуры создавались с заменой вяза на кустарник. Так, лесничий Азовского лесничества Хлевинский заменил все ильмовые на акацию желтую. Это помогло получить прекрасные культуры дуба.
В Верхнеднепровском лесничестве было сделано то же самое, а через 8 лет вырубили всю акацию и часть ясеня. Рост дуба был прекрасный. В 1876 г. в Великоанадольском лесничестве после посадки акации желтой в чистом виде на другой год посеяли желуди дуба. Такой прием оказался удачным. До 90-х годов такие случайные замены ильмовых на кустарники еще не имели научного обоснования. Г.Н.Высоцкий в 1893 г. на УШ Всероссийском лесном съезде в Киеве сделал доклад, в котором теоретически обосновал выгоду кустарникового подлеска. Для внедрения этой теории в жизнь были предложены 2 типа смешения: однокустарниковый, где между дубом и его спутниками высаживается 1 ряд кустарников и двухкуетарниковый, при котором ряды дуба отделены от других древесных спутников двумя рядами кустарников. При двухкустарниковом типе предусматривалось применение низкорослых и более высоких кустарников, как, например, жимолость и клен полевой. Идея о двухкустарниковом типе оказалась неудачной из-за невозможности выравнивания роста кустарников в нужном направлении.
Лесничий Великоанадольского лесничества Н.Я.Дахнов предложил свой тип смешения - древесно-теневой. Он вместо кустарников вводил клен полевой и теневыносливые древесные породы: липу, клен остролистный, ильм и др., но с обязательной вырубкой клена полевого и ильма. Это были густые культуры с размещением посадочных мест 70 х 70 см и культуры с размещением 1,4 х 0,7 м. Все эти поиски возможности выращивания леса в сухой степи послужили хорошей базой для развития полезащитного лесоразведения.
Технология полосного лесоразведения значительно отличается от массивного. Полосным лесоразведением впервые Удельное ведомство начало заниматься в 1872 г. Культуры создавались 2...3-летними сеянцами редкой посадкой (от 2500 до 625 шт./га). Высаживали, в основном, ясень обыкновенный и акацию белую по пониженями. Н.К.Генко с 1884 г. приступил к созданию лесных полос шириной по 400...500 м на водоразделах. Н.К.Генко за основу смешения пород взял Донской тип, но берест у него был одной из главных пород, а подгоном служили ильм, вяз и клен татарский. Н.К.Генко уделял особое внимание уходу за почвой (по 4...5 рыхлений в год) и осветлению дуба. Осветление планировалось с 4-х летнего возраста с повторением через 2...3 года. К 1906 году Н.К.Генко создал более 18 тыс. га таких полос. Г.Н.Высоцкий оценил эти насаждения неудовлетворительно из-за плохого состояния дуба, а причиной тому, по его мнению, был ильм. По всей вероятности, Булатович Б.О. оказался прав - осветление дуба на больших площадях оказалось непосильной задачей. Сам же Высоцкий Г.Н. пишет: «...Несмотря на уход, упорную войну при помощи казацких шашек против разрастающихся ильмовых, дуб, лишь за немногими исключениями, является всюду угнетенным, задавленным и малорослым. Так же, где война была особенно ожесточенной, почва культур оказалась сильно затвердевшей и уплотнившейся» (Цит. по Н.Н.Степанову, 1949). Это, по мнению Г.Н.Высоцкого, заостряет внимание лесоводов на создании особых условий для выращивания полосных насаждений в степных условиях, а именно: на борьбу с уплотнением и задернением почвы под культурами и на непредсказуемость результатов осветления дуба для всего насаждения.
Рост и состояние дуба черешчатого в полезащитных лесных полосах с участием быстрорастущих и сопутствующих пород
Использование в практике полезащитного лесоразведения различных агротехнических приемов выращивания дуба черешчатого позволяет выявить оптимальные параметры лесных полое. Для удобства анализа роста и состояния древостоев, заложенных по разным схемам смешения, дадим им общую нумерацию схем (таб. 4.1.).
В лесной полосе № 248 сохранены контрольные участки по каждой схеме смешения (1-4 схемы), где насаждения формировались без рубок ухода. В лесной полосе № 249 проведено изреживание опушечных рядов одинаковой интенсивности по всем схемам смешения.
Рассмотрим формирование древостоя в лесной полосе № 248. Анализ данных табл. 4.2. показывает явное преобладание тополя во всех схемах смешения, где он присутствует (Панков Я.В., 1974). С увеличением возраста лесной полосы (за 19 лет) доля участия тополя в составе насаждения увеличивается на 3,9...18,3%. Если оценивать состав древостоя по количеству стволов без учета тополя, то в первой и третьей схемах преобладает клен остролистный, а в схеме, где дуб сконцентрирован во внутренних трех рядах в составе древостоя до 11 лет преобладал дуб, но через 15 лет клен остролистный даже при такой схеме смешения сохранился лучше дуба. В схемах 1 и 3 состав древостоя по запасу сформировался практически без дуба уже на 7-м году жизни насаждения. В схеме 2 дуб превалировал над кленом остролистным до 11 лет. Надо отметить, что хотя клен остролистный расположен в опушечных рядах, но условия произрастания у него хуже, чем у дуба, потому что он находится под кронами тополя. Несмотря на такие жесткие условия, клен остролистный развивается лучше дуба и в 3-м классе возраста начинает обгонять главную породу. Подобные взаимовлияния между выше указанными породами наблюдали также К.Э.Собеневский (1940), Х.М.Исаченко (1949), А.Г.Солдатов (1955), Н.АСидельник (1960), Ю.Духовников (1977), П.Кръстев (1982).
Накопление запаса древесины по каждой породе отображено на рис. 4. Особое внимание здесь заслуживает схема 4, где насаждение, заложено из чистого дуба и накопило 332 м7га древесины. Это на 6,9% меньше общего запаса насаждения, созданного по схеме 3, на 25% меньше запаса насаждения, созданного по схеме 2 и на 5% меньше общего запаса от насаждения, созданного по схеме 1. Учитывая наличие быстрорастущей породы в схемах 1, 2 и 3 запас древесины всего насаждения будет определяться развитием тополя. Сравнивая параметры роста главной породы - дуба и быстрорастущей - тополя (табл. 4.3.) при отсутствии рубок ухода можно уверенно заключить, что во всех рассмотренных схемах смешения, кроме 4-й, главная порода не выдерживает конкуренции быстрорастущей (рис. 4). Даже в схеме 2, где дуб занимает концентрированно 3 ряда лесной полосы; его запас составляет всего около 7% от запаса всего насаждения (тополя и клена остролистного) (рис. 5.). Математически доказано преимущество чистых культур дуба перед другими схемами смешения. Среди сложных схем смешения, где введены подгоночные и быстрорастущие породы, дуб лучше развивается в схеме с тремя сконцентрированными в центре полосы рядами. При 5% уровне значимости критерия Стьюдента (t) t теоретический в наших опытах колеблется от 2,05 до 1,98; a t фактический (табл. 4.3.) равен 4,4 - разница достаточно существенна.
В лесной полосе № 249 первые рубки ухода провели в 12-летнем возрасте насаждения, удаляли тополь и березу, которые угнетали главную породу. Второй прием изреживания провели через 10 лет после первого. Анализ данных табл. 4.4. показал, что даже при проведении двухкратного изреживания в составе насаждений на всех вариантах смешения преобладают быстро растущие породы и явно недостает дуба. Только там, где посажено 3 ряда дуба вместе и не разделены сопутствующими породами, есть возможность вывести дуб в первый ярус, хотя его участие по количеству деревьев находится в пределах 52...65%, а по запасу в составе насаждения дуб занимает от 1,4 до 2,9 единиц. Это относится к насаждениям, заложенным по схемам смешения 2, 5 и 6.
Развитие деревьев в древостоях с разными схемами смешения показано в табл. 4.5. и на рис. 1...10 (см. приложение). Картирование проекций крон наглядно показало, что кроме насаждений с концентрированным размещением рядов дуба, везде кроны клена остролистного развиты лучше, чем кроны дуба. Таксационные показатели клена также лучше, чем у дуба (табл. 4.6.), а если на некоторых вариантах смешения высота дуба превышает высоту клена остролистного, то это происходит за счет противоестественного «вытягивания» стволов дуба, жизнеспособность которых тем меньше, чем больше дисбаланс диаметра и высоты дерева. Соотношение диаметра и высоты дуба в чисто дубовых насаждениях (схема 4), где состояние дуба хорошее, дуб имеет жизнеспособную крону, составляет 1 : 70. В насаждениях, где дуб имеет слаборазвитую крону и жизнеспособность деревьев под сомнением (схемы 1, 6, 7, 8, 9 и 10) соотношение диаметра и высоты находится в пределах от 1 : 93 до 1 : 127. Оценивая состояние дуба, как главной породы, в представленных схемах смешения и роль соп тствующих пород, особое внимание надо уделить схемам 9 и 10 (табл. 4.6.). В этих схемах 2 ряда дуба разделены ясенем обыкновенным. Несмотря на то, что Ф.Н.Харитонович (1934) считал применение ясеня обыкновенного в качестве подгона дуба нежелательным, но состояние дуба здесь лучше, чем в тех идентичных схемах, где вместо ясеня высаживался клен остролистный, хотя хуже, чем в схемах, где ряды дуба не разделялись сопутствующей породой. Состояние ясеня обыкновенного заслуживает высокой оценки, что позволяет рассматривать его не как сопутствующую, а как вторую главную породу. Сравнивая развитие ясеня в насаждениях, заложенных по схемам 9 и 10, видим, что диаметр ясеня в схеме 10 больше, чем в схеме 9 на 1,2 см или на 10,9%; что доказано математической обработкой. Причиной тому разное состояние растущего рядом дуба, а, следовательно, и разная конкурентная борьба. В свою очередь дуб в схеме 9 меньше угнетался березой, чем в схеме 10 тополем. Такая цепочка взаимосвязей в сложных схемах смешения проявляется при анализе развития всех пород. Чем больше конкурирующих пород в одном ряду, тем меньше угнетение дуба. Необходимо заметить, что влияние сопутствующих пород на дуб в нашем опыте рассматривается на фоне влияния быстрорастущих пород опушечных рядов. Влияние тополя и березы на рост сопутствующих пород так же отрицательно, как и на рост главной породы - дуба, но, как уже отмечалось раньше, совместное влияние клена остролистного и тополя или березы оказывается более жестким, чем влияние одной сопутствующей породы. В то же время сам тополь значительно угнетается кленом остролистным, что видно при сравнении состояния насаждений, заложенных по схемам 5 и 1,3, 7,8 (табл. 4.6.).
Обобщая выше изложенное, приходим к выводу, что формирование насаждений со сложными схемами смешений, где участвуют быстрорастущие породы и породы более медленного роста, происходит не в пользу главной породы (M.Kroll, 1965; A.Krammsdorf, 1967; М.И.Гордиенко, 1972; Н.А.Ломатов, Г.П.Чони, В.П.Петрухнов, А.П.Генов, 1972; В.Г.Верченко, Н.Г.Петров, 1975; В.Г.Верченко, П.Г.Петров, Е.В.Петрова, 1977; П.С.Погребняк, 1986 и другие). Без своевременных осветлений главной породы долголетнее жизнеспособное насаждение вырастить невозможно. Любая схема смешения, где кроме дуба имеются и другие породы, должна предусматривать лееоводственные уходы в насаждениях.
Развитие напочвенного покрова под пологом полезащитных насаждений под влиянием рубок ухода
На период закладки опытов живой напочвенный покров под пологом насаждений, созданных по разным схемам смешения, мало отличается по видовому составу и проективному покрытию. Флора почвенного покрова была представлена следующими видами: латук компасный, полынь, злаки, вьюнок полевой, осот розовый, тысячелистник, одуванчик. Через год после рубок ухода, в 1980 г., появилась лебеда, трехреберник, льнянка и самосев клена остролистного и ясеня. Семена древесных пород занесены с соседних лесных полос. Показатели травянистой растительности приводятся в табл. 5.3. На вариантах с рубками ухода нарастание живого напочвенного покровапроисходило 2 года. 1981 год был засушливым, что повлияло и на развитие напочвенного покрова. С 1981 по 1983 гг. отсутствует какая-либо закономерность взаимосвязей появления травянистой растительности схем смешения и интенсивности рубок ухода. Если .на участках 2 и 3 в 1982 г. сохраняется тенденция уменьшения травянистой сукцессии, то на участке 1 наблюдается уменьшение количества растений, но увеличивается, по сравнению с 1981 г., проективное покрытие травянистой растительности. Это объясняется лучшим ростом крон деревьев на вариантах рубок ухода. При этом подавлялось развитие травянистой растительности там, где она появлялась в результате образования «окон» после рубок ухода. В таком случае угроза дубу от задерненая (Л.С.Ковалев, 1982) ликвидируется.
На контрольных участках (без рубок ухода) наибольшее проективное покрытие живого напочвенного покрова оказалось в насаждении 1-го участка. Это подтверждает то, что кроны угнетенного дуба недостаточно затеняли почву и не препятствовали росту травянистой растительности, а кроны клена остролистного еще не развились до такой степени, чтобы прикрыть второе и третье междурядья полосы. Противоположная картина наблюдается на участке 3, где клен остролистный затенял почву по обе стороны дуба.
Развитие напочвенного покрова идет в обратной зависимости от сомкнутости крон. При интенсивном изреживании кроны оставшихся деревьев развивались лучше, чем на участке с умеренным изреживанием, в результате проективное покрытие живого напочвенного покрова на втором варианте оказалось выше, чем на третьем.
К моменту полного смыкания крон деревьев и развития опушечных деревьев живой напочвенный покров из трав исчезнет полностью. В наших опытах это случилось на 8-й год после рубок ухода. На участках лесной полосы № 248, созданных по схеме 3, смыкание крон получилось на 5-й год после рубок ухода, чему способствовала поросль клена остролистного и тополя. В 1997 году, спустя 17 лет после закладки опыта в лесной полосе № 246, был произведен учет самосева и подроста на вариантах интенсивного изреживания, умеренного изреживания и на контроле, где рубок ухода не производили. В результате установили, что на всех вариантах опыта имеется обилие всходов и самосева клена остролистного (рис. 13.), а на участке с интенсивным изреживанием, кроме самосева клена остролистного, появился и Как на контроле, так и на вариантах изреживания самосев переходит в стадию подроста. Состояние подроста от угнетенного до удовлетворительного; высота подроста клена остролистного достигает 1,7 м при диаметре на высоте груди (1,3 м) 0,6 см. Распределение всходов клена остролистного не зависит от интенсивности изреживания, но на контрольном участке, где рубок ухода не проводили, всходов клена остролистного значительно больше, чем на изреженных участках. Это объясняется большим количеством плодоносящих деревьев клена остролистного на контроле. Наибольшее количество подроста получается на варианте с умеренным изреживанием, но состояние подроста клена остролистного все же лучше на участке с интенсивным изреживанием, крона подроста здесь на 0,5...0,7 м или на 28% больше, чем на участке с умеренным изреживанием. Подрост клена ясенелистного на варианте с интенсивным изреживанием, имеет среднюю высоту 1,3 м, что на 0,4 м ниже подроста клена остролистного.
Агролесомелиоративная эффективность лесоводственных мер ухода в полезащитных насаждениях
Как известно, мелиоративное влияние лесных полос зависит от их конструкции и высоты. Рубки ухода изменили конструкцию насаждения в сторону большей ветропроницаемости (рис. 17), что повлияло и на снегораспре-деление. Данные снегосъемок за 5-летний период (табл. 7.1.) показали, что в первые 2 года после рубок ухода на контрольных участках (без рубок ухода) снега накапливалось на 20 см больше, чем на изреженных, за исключением 1982 года, а длина шлейфа снега была в 1,5...2 раза короче, чем на вариантах изреживания. 1982 год был малоснежным и это сказалось на снегонакоплении в лесной полосе. Анализ снегораспределения за несколько лет показал, что в результате рубок ухода сформировалась лесная полоса, способствующая равномерному снегораспре делению на поле. Первые 3 года после рубок ухода насаждение, на вариантах изреживания, имело ажурно-продуваемую конструкцию (рис. 18). Лесные полосы такой конструкции не только хорошо распределяют снег на поле, но накапливают влагу в самом насаждении и значительно улучшают микроклимат межполосного пространства. В главе 5 было указано на высокую порослеобразовательную способность всех древесных пород, входящих в древостой лесной полосы 246. Обилие поросли на пеньках и хороший ее рост уже через 3 года выровняли снегораспределение на всех вариантах, хотя тенденция лучшего снегораспределения (более длинный шлейф) просматривается на варианте с интенсивным изреживанием.
В 1999 году были повторены снегосъемки на вариантах опыта в л.п. № 246. Сомкнутость вертикального полога насаждения как на изреженных, так и на контрольном участке выровнялась и снегоотложение везде идентично (рис. 19). -Незначительная разница, в основном, происходит за счет микрорельефа поля и стерневых остатков. На поле не были убраны обмолоченные валки соломы.
Влияние изреживания насаждений на их мелиоративные свойства оказывает и на влажность почвы, прилегающие к лесной полосе № 246. Данные наблюдений (табл. 7.2.) показывают незначительное различие по влажности почвы. На поле, расположенном с заветренной стороны лесной полосы - западном, влажность почвы была одинакова, как на контрольном участке, где рубок ухода не проводили, так и за вариантами изреживания. На восточном поле (наветренная сторона) незначительное уменьшение влажности было в зоне влияния контроля, а в зоне вариантов рубок влажность почвы была одинаковой. Такая же тенденция наблюдается и в самой лесной полосе.
Комплексным показателем микроклимата является урожай сельскохозяйственных культур. Был проведен учет урожая зеленой массы кукурузы (таблица 7.3.). Урожай зеленой массы кукурузы в зоне влияния насаждения, пройденного рубками ухода, на 12 и на 20 ц сухой массы или на 17,4...29% больше, чем в зоне влияния контрольного участка лесной полосы. Причем, больший показатель отмечается для поля, находящегося с восточной, а меньший - с западной стороны.
Значительную прибавку урожая при небольшой разнице влажности почвы поля мы объясняем улучшением микроклимата в зоне влияния изре-женного участка лесной полосы.
Из выше изложенного следует, что рубки ухода, направленные на улучшение роста главной породы - дуба черешчатого, кроме лесоводствен-ного значения повышают мелиоративную эффективность лесной полосы. Это выражается в повышении урожайности сельскохозяйственных культур на прилегающих к лесной полосе полях. В то же время можно сделать вывод, что при использовании испытываемых схем смешения сформированная рубками ухода ажурно-продуваемая конструкция лесной полосы быстро восстанавливается до плотной конструкции. Такое восстановление наступает на 5-й год после проведения рубок ухода.
В настоящее время, через 20 лет после второго приема изреживания, лесные полосы № 246 и № 248 на участках, где в схемах смешения присутствовали и частично остались после рубок ухода тополь и клен остролистный, сформировалась ажурная конструкция (рис. 20). В лесной полосе № 248 на участке с чистым дубом, где производилось кронирование, насаждение имеет продуваемую конструкцию (рис. 21).
Для расчета экономической эффективности рубок ухода использовались результаты исследований на опыте с изреживанием разной интенсивности в лесной полосе № 246. Здесь длина опытных участков составляла по 250 м.
Согласно методике расчета расходная часть (Р) состояла из затрат на проведение рубок ухода и затрат на уборку сельскохозяйственной продукции, полученной в зоне влияния лесной полосы. Доходная часть (Д) складывалась из стоимости дополнительной сельхозпродукции и заготовленной при рубках ухода ликвидной древесины. Разница между доходной и расходной частью является показателем прибыли (П) или экономической эффективностью. П = Д - Р. При расчетах сравнивался урожай, полученный в зоне влияния лесной полосы, после интенсивного прореживания и в зоне контроля - не изреженной лесной полосы.
При интенсивном изреживании на 1 км лесной полосы вырубалось 44 м древесины: 20 м" ликвидной и 24 uD хвороста. Из ликвидной древесины получился выход: жердей - 10 м1 и дров - 10 м\ Стоимость жердей равняется 55 руб. 80 коп. за 1 м\ стоимость дров - 2 руб. 73 коп. за 1 м3. Общая стоимость ликвидной древесины составила 83 руб. 10 коп. (расчеты берутся в ценах 1984 г.).
При расчете затрат на рубки ухода расценки взяты за 1 м продукции (дров и жердей). Стоимость тракторосмены и машиносмены за 1 час. работы взяты в расчете на 7-часовой рабочий день. Затраты на рубки ухода 1 км лесной полосы составили 248 руб. 92 коп. (таблица 7.4.). За вычетом стоимости ликвидной древесины расход на рубки ухода 1 км лесной полосы составит: 248 руб. 92 коп. - 83 руб. 10 коп. = 165 руб. 82 коп.
Высота насаждения на участке с интенсивным изреживанием равна 7,3 м. Зона активного влияния лесной полосы взята 30 высотам. Следовательно, ширина защищенной части поля Z = 7,3X30 = 21,9M. Hal км полосы получается 21,9 га. Урожай озимой пшеницы здесь был 39,2 ц/га. На контроле урожай пшеницы составлял 35,7 ц/га, высота древостоя составляет 5,8 м. Площадь защищенного поля равна (5,8 х 30 м х 1000 м) 17,4 га. Закупочная цена 1 ц озимой пшеницы была 9 руб. 50 коп. Каждый гектар защищенного поля на варианте с изреживанием л.п. дал 372,4 руб., а 1 га контрольного поля - 339,15 руб. Разница составляет 33 руб. 25 коп. - это доходная часть с урожая. Средняя стоимость уборки 1 ц зерновых - 0,9 руб. Стоимость вывозки - 0,3 руб. Итого затраты на уборку и вывозку на участке поля с изрежен-ной лесной полосой составят (1,2 х 39,2) 47,04 руб. Затраты на контрольном поле - (1,2 х 35,7) 42,84 руб. Чистая прибыль на 1 гектаре поля от прибавки урожая составляет: (372,4 руб. - 47,04) - (339,15 - 42,84) = 325,36 - 296,3 = 29,06 руб.
Таким образом, только за счет чистой прибыли затраты на рубки ухода в лесных полосах 1-го класса возраста покроются за 5 лет. Расчеты сделаны на конкретный год учета урожая, но лесная полоса, пройденная рубками ухода, дает прирост главной породы в высоту по 0,65 см в год, следовательно, защищаемая площадь поля будет ежегодно увеличиваться и окупаемость рубок ухода ускорится.
На первый взгляд эффективность таких рубок в молодых лесных полосах невысокая, но заметим, что цель рубок ухода была - сохранение в насаждении главной породы - и она достигнута.
На основании выше изложенного представляется возможность сделать следующие выводы:
1. Изреживание опушечных рядов, состоящих из быстрорастущих пород в чередовании с кленом остролистным, меняет конструкцию насаждения 1-го класса возраста, превращая непродуваемую лесную полосу в продуваемую или ажурно-продуваемую.
2. В насаждениях, имеющих в своем составе тополь и клен остролистный эффект, полученный за счет изреживания выше указанных пород сохраняется 3 года. Для поддержания требуемой конструкции необходимо проводить рубки ухода, направленные на удаление поросли тополя и клена остролистного.
Похожие диссертации на Лесоводственные основы повышения мелиоративной эффективности полезащитных лесных полос из дуба черешчатого на юго-востоке ЦЧП
