Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Состояние вопроса 10
1.1 Особенности самовозобновления ели европейской 10
1.2 Особенности естественного лесовозобновления по типам леса 16
1.3 Основные тенденции лесовосстановления в России и за рубежом 19
1.4 Значение рубок ухода в формировании лесных фитоценозов 25
ГЛАВА 2 Программа и методы исследования
2.1 Программа исследования 29
2.2 Методика исследования строения древостоя 30
2.3 Методика учета подроста и подлеска 32
2.4 Методика определения интенсивности конкуренции между древостоем и подростом
2.5 Методика учета живого напочвенного покрова 36
ГЛАВА 3 Характеристика объектов исследования 39
3.1 Естественно-исторические условия района исследований 39
3.2 Характеристика лесного фонда 45
3.3 Характеристика объектов исследования 48
3.4 Объем выполненных работ 54
4 Влияние рубок ухода за лесом на компоненты лесного фитоценоза .
4.1 Влияние рубок ухода на подрост и подлесок 56
4.2 Влияние рубок ухода на живой напочвенный покров 63
5 Состояние подроста ели под пологом древостоев, сформированных в режиме регулярных рубок ухода
5.1 Состояние подроста ели под пологом ельников, сформированных из березовых древостоев со вторым еловым ярусом .
5.2 Развитие подроста ели под пологом ельников, сформированных из березово-осиновых древостоев
5.3 Закономерности самовозобновления ели под пологом сосновых древостоев
5.4 Закономерности самовозобновления ели под пологом сосновоеловых древостоев
5.5 Закономерности самовозобновления ели в двухъярусных древостоях со вторым ярусом ели .
5.6 Закономерности самовозобновления ели под пологом хвойнолиственных древостоев .
ГЛАВА 6 Количественные характеристики напряженности конкуренции между деревьями верхнего яруса и подростом
6.1 Зависимость состояния подроста ели от расстояния между деревом и подростом
6.2 Влияние размеров дерева на состояние подроста, произрастающего на приствольных кругах
Заключение 140
Рекомендации 145
Список литературы
- Особенности естественного лесовозобновления по типам леса
- Методика учета подроста и подлеска
- Характеристика объектов исследования
- Закономерности самовозобновления ели под пологом сосновоеловых древостоев
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Наблюдения за процессами
естественного лесовозобновления под пологом древостоев, пройденных рубками ухода, позволяет глубже понять и проанализировать роль подроста в восстановлении фитоценоза и сохранении его устойчивости. Исследование взаимодействия отдельных компонентов лесной экосистемы позволяет получить наиболее полную информацию, необходимую для прогнозирования результатов рубок ухода, включая заключительный этап лесовыращивания.
Сравнительный анализ динамики структурных изменений и видового
состава растительности нижних ярусов, дает возможность выявить особенности
восстановительных процессов, протекающих в лесных фитоценозах,
сформированных рубками ухода за лесом.
Степень разработанности темы исследования. Особенности структурной
организации подроста необходимо учитывать при выборе способа рубки и
восстановления лесов. Большинство опубликованных работ посвящено изучению
лесовозобновления на вырубках, или под пологом древостоев, незатронутых
хозяйственным воздействием. В литературных источниках практически
отсутствуют данные о влиянии рубок ухода за лесом на ход естественного лесовозобновления. Закономерности естественного возобновления ели под пологом древостоев и на вырубках изучались в зависимости от состава древостоев, их относительной полноты и возрастной структуры, но до сих пор практически не уделялось внимания зависимости состояния подроста и его структуры от густоты изреженных древостоев и расположения деревьев разных пород на площади, пройденной рубками ухода.
Цель и задачи исследования. Целью исследования работы является выявление особенностей структурных изменений в нижних ярусах растительности на участках, пройденных регулярными рубками ухода разной интенсивности в условиях Ленинградской области и значения конкурентных отношений между подростом и древостоем.
Для достижения поставленной цели исследований необходимо было решить следующие основные задачи.
1) Установить особенности конкурентных отношений между древостоем и
подростом в зависимости от древесной породы, диаметра ствола и расстояния от
дерева до подроста.
-
Оценить успешность естественного возобновления ели под пологом материнского древостоя на участках, пройденных рубками ухода разной интенсивности, в условиях Ленинградской области.
-
Определить количественные характеристики подроста ели под пологом древостоя , сформированного в режиме регулярных рубок ухода.
-
Дать предложения по уточнению режима рубок ухода в целях содействия естественному лесовозобновлению.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
1) Закономерности развития нижних ярусов растительности на участках,
пройденных рубками ухода разной интенсивности и их влияние на естественное
возобновление ели.
2) Особенности конкурентных отношений между древостоем и подростом в
зависимости от древесной породы, диаметра ствола и расстояния от дерева до
подроста.
-
Количественные характеристики подроста ели под пологом древостоев, сформированных в режиме регулярных рубок ухода.
-
Предложения по уточнению режима рубок ухода для обеспечения успешного естественного возобновления ели.
Теоретическая значимость работы состоит в том, что доказана
зависимость численности и структуры молодого поколения ели под пологом
древостоев от режима рубок ухода за лесом, а также от расположения древесных
пород на площади, пройденной рубками ухода; выявлены: особенности
конкурентных отношений между материнским древостоем и подростом в
зависимости от породы, диаметра ствола и расстояния; динамика структуры
видового состава напочвенной растительности и подлеска после рубок ухода за
лесом различной интенсивности (прореживаний и проходных рубок)в качестве
меры содействия естественному ввозобновлению; дано обоснование
организационно-технических показателей рубок ухода (прореживаний и проходных рубок) в качестве мер содействия естественному возобновлению ели; предложен оптимальный режим рубок ухода за лесом, позволяющий с одной стороны ускорить процесс естественного возобновления ели, с другой, повысить продуктивность древостоев к возрасту главной рубки.
Раскрыты возможные пути повышения эффективности мер по
воспроизводству ельников таежной зоны после интенсивного хозяйственного воздействия.
Получены новые сведения о структурной организации подроста ели, подлеска и живого напочвенного покрова на объектах, пройденных рубками ухода за лесом, количественные характеристики интенсивности конкуренции между материнским древостоем и подростом.
Практическая значимость работы. Представленные материалы могут служить базой для разработки нормативной документации по лесовосстановлению в условиях Ленинградской области. На их основе даны предложения по оптимизации рубок ухода за лесом (прореживаний и проходных рубок) как эффективной меры содействия естественному лесовозобновлению ели. Все это может быть использовано при формировании лесных планов и лесохозяйственных регламентов. Полученные данные являются важным вкладом в теорию и практику восстановления и повышения устойчивости ельников.
Методология и методы исследования. Экспериментальные работы
проводились на стационарных объектах с длительным сроком наблюдений (с 1929
года) и разными вариантами опытов. Обоснованность и достоверность обеспечена
и подтверждена значительным объемом экспериментальных данных.
Длительность опытов позволяет сохранять методологическую преемственность в сборе и обработке информации.
Теория построена на известных и проверяемых в процессе исследований данных и фактах, полученные результаты не противоречат опубликованным данным других исследователей.
Идея исследования основывается на анализе истории и практики воспроизводства ельников таежной зоны, литературных источниках по теме диссертации, обобщении опыта и собственных подходах при решении основных вопросов исследования.
Данные автора сравнивались с материалами, полученными ранее по рассматриваемой тематике в других регионах страны и за рубежом, а также рассмотрены отдельные теоретические положения с целью их научного обоснования. Установлено качественное совпадение, а в ряде случаев
несовпадение авторских результатов с результатами других исследователей в части использования рубок ухода за лесом как эффективной меры содействия естественному возобновлению.
Использованы современные методы сбора и обработки экспериментальных данных с использованием приложения Microsoft Excel и пакета прикладных программ StatPlus 2009.
Положения, выносимые на защиту. На основе полевых и стационарных исследований в работе рассмотрены, сформулированы и обоснованы следующие научные положения:
-
Особенности конкурентных отношений между древостоем и подростом в зависимости от древесной породы, диаметра ствола и расстояния от дерева до подроста.
-
Количественные характеристики подроста ели под пологом древостоем, сформированных в режиме регулярных рубок ухода.
-
Динамика структуры и состояния молодого поколения ели, численности и видового состава подлеска и живого напочвенного покрова после рубок ухода разной интенсивности.
-
Предложения по уточнению режима рубок ухода для обеспечения успешного естественного возобновления ели и повышения продуктивности древостоя.
Степень достоверности результатов. Обоснованность и достоверность
результатов подтверждаются значительным объемом экспериментальных данных.
При этом использованы современные методы сбора и обработки
экспериментального материала.. Полученный материал обрабатывался методами математической статистики с помощью приложения Microsoft Excel и пакета прикладных программ StatPlus 2009: достоверность различия между показателями определялась на 95-процентном доверительном уровне.
Апробация результатов. Диссертационное исследование осуществлялось в
тесной связи с планом научно-исследовательских работ кафедры лесоводства
Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета 2009-
2015 гг. Результаты исследований представлялись на межвузовских,
региональных, всероссийских и международных конференциях, семинарах и
совещаниях в 2011-2015гг. Основные результаты диссертации опубликованы в 22
работах, в том числе в 5 статьях, входящих в перечень рецензируемых научных
журналов и изданий, 1 свидетельстве на базу данных.
Личный вклад автора. Автором сформулирована научная проблема, разработана программа и методика исследований. Совместно с коллегами был осуществлен сбор полевого материала, его первичная обработка, составление баз данных. Лично автором выполнена статистическая обработка, анализ и обобщение эмпирического материала.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, рекомендаций и списка литературы из 119 наименований. Текст диссертации изложен на 156 страницах, включает 72 таблицы, 12 рисунков.
Особенности естественного лесовозобновления по типам леса
Благоприятные и неблагоприятные условия не исчерпывают всего многообразия природных условий возобновления в лесу. Многие из них не всегда проявляются в решающей степени. Значение имеет и сомкнутость полога, а также другие элементы во времени.
Возобновление ели под пологом древостоев, не затронутых хозяйственной деятельностью, зависит от «состава, относительной полноты, возраста и иных характеристик древостоев» (Грязькин, 1998, 2001).
Изучая состояние молодого поколения ели под пологом лиственных древо-стоев, К. Янчевский пришел к выводу о том, что «под пологом березняков ель растет лучше, чем под пологом осинников» (Янчевский, 1905).
Изучая вопросы возобновления хвойных пород под пологом спелых сосновых древостоев, А.В. Грязькин, Н.В. Беляева пришли к выводу, что, «в сосняках черничных и брусничных наблюдается смена пород: сосна сменяется елью» (Грязькин, 2001; Беляева, 2009).
Существенное влияние на естественное возобновление оказывает также и живой напочвенный покров. Определенные ассоциации напочвенной растительности нижних ярусов (парцеллы) могут создавать как благоприятные так и неблагоприятные условия для самосева и подроста ели. Например, по мнению некоторых исследователей под пологом древостоев в черничной ассоциации подрост ели развивается более успешно, чем в кисличной (Лaзoр, 1990; Мельников, 2006).
Вoзoбновление леса под пологом зачастую носит куртинный характер. Молодое поколение oбычнo селится на месте отмирающих или отмерших старых деревьев, т.е. в естественно oбразующихся пpoсветах в насаждении. По данным Д.К. Каволюненса, размещение самосева зависит от микpoуслoвий, так групповое размещение, преобладающее в молодом возрасте, увеличивает шансы сообщества на выживание (Каволюненс, 1985). Сомкнутые группы из одного вида подроста более успешно противостоят вредному влиянию травянистой paстительности, а также другим видам древесных paстений. Вoзoбновление ели под пoлoгoм березняков или осинников, при равномерном размещении источников ее обсеменения, мoжет быть и paвномерным (Мелехов, 1980).
Земли не покрытые лесной paстительностью, но пpедназначенные для возобновление леса – это вырубки, гари, редины, большие поляны и прочие. Возобновление леса, происходящее на выpубках, называется последующим возобновлением. Последующее возобновление имеет место на 20-70 % выpубoк (Колданов, 1966; Тюрин, 1981, 1987; Тихонов, Зябченко, 1990).
Вопpoсами изучения возобновления леса на выpубках занимались многие ученые лесоводы. Этому посвящена многочисленная литература, в которой основательно изложены особенности лесовозобновительного процесса в различных регионах как в России, так и за рубежом. Ещ в 19 в. лесoвoды (А.Теплoухов, Н.Шелгунoв, М. Туpский и др.) придавали большое значение подросту в возобновлении на вырубках. Д.М. Кравчинский (1911 г.) подчеркивал спoсoбнoсть елового подроста служить материалом для насаждений.
Возобновление еловых насаждений на вырубках зависит от многих факторов и происходит оно по-разному. При наличии подроста предварительного возобновления формируются лиственно-еловые насаждения, при последующем возобновлении ели, как правило, формируются лиственные насаждения с елью во втором ярусе, которая входит в состав древостоя значительно позднее. Таким образом, еловый подрост предварительного возобновления вырубок наиболее предпочтительнее. Он обеспечивает быстрое выращивание еловой древесины и поэтому его сохранение при рубках имеет большое хозяйственное значение (Ткаченко, 1939; Декатов, 1957; Казимиров, 1961).
В своих работах В.Ф.Цветков, основными факторами успешного лесовозобновления считает «благоприятное сочетание по трем направлениям: обеспеченность вырубки источниками обсеменения, наличие подроста предварительной генерации и благоприятность напoчвеннo-пoчвеннoго покрова выpубки. Самым основным, без сомнения, является наличие на вырубках подроста хвойных пород» (Цветков, 2008). Для более успешного пpoцесса обpазования нового поколения в благоприятных лесорастительных условиях необходимо проводить мероприятия, которые будут способствовать естественному возобновлению. Сама природа ельников подсказывает нам, что естественное возобновление ели более надежно. Ельники северной и средней полосы страны возникли, в основном, из подроста, имевшегося под пологом вырубаемого древостоя. Это еще раз доказывает необходимость проведения мероприятий по сохранению подроста ели от повреждения при лесозаготовительных работах, созданию условий, способствующих возобновлению ели, ее росту и развитию. При этом, основная роль отводится разработке системы и способа рубки, которые в свою очередь обеспечат своевременное использование древесины и возобновление основной породы на вырубаемой площади.
По мнению большинства исследователей (Алексеев, Молчанов, 1938; Ши-манюк 1957; Писаренко 1977; Львов, 1980; и многих др.) на европейском Севере до 65-70 % вырубок теоретически могут успешно возобновляться за счет сохраняемого подроста, но к сожалению на практике этого не происходит. Наоборот, в Архангельской, Вологодской областях и в Республике Коми, где в разные годы проводились исследования, происходит сокращение площадей вырубок, возобновляемых хвойными породами, в основном, наблюдается возобновление лиственными породами (Тюрин 1981 г; Ларин, Паутов 1989 г.).
Лесовозобновление на вырубках, гарях, открытых местах среди леса могут носить как благоприятный характер: полная световая обеспеченность, отсутствие корневой конкуренции подроста с материнским древостоем, возможность обработки почвы машинами и механизмами, а также возможность огневого воздействия на почву, положительное влияние некоторых видов живого напочвенного покрова; так и неблагоприятный характер: опасность повреждения молодого поколения леса от заморозков, от действия высоких температур, пересыхания почвы, задернения и др.
Методика учета подроста и подлеска
Объектами наших исследований являлись чистые средневозрастные и спелые еловые и сосновые насаждения разных классов бонитета и типов леса. Постоянные пробные площади, расположены на территории ГОЛХ «Сиверский лес» Гатчинского района Ленинградской области. Объекты были заложены сотрудниками лаборатории лесоводства СПбНИИЛХа (быв. ЛенНИИЛХ) под руководством проф. С.Н. Сеннова. Во всех случаях выделялись контрольные и пройденные рубками ухода варианты пробных площадей.
Территория опытных объектов располагается на рубеже Ордовикского (Ижорского) плато и Ильменско-Ладожской низменности. В соответствии с разными вариантами лесорастительного районирования она относится к Волховско-Чудской южнотаежной провинции (Чикишев, 1966), Прибалтийскому лесорасти-тельному району подзоны южной тайги (Курнаев, 1973), Валдайско-Онежской подпровинции Североевропейской таежной провинции («Растительность Европейской части СССР», 1983).
Территория хозяйства расположена в 70 км южнее Санкт-Петербурга, и относится к подзоне южной тайги. Характеризуется равнинным рельефом местно 49 сти со слабо выраженными повышениями и понижениями. Наибольшая высота над уровнем моря достигает 90 м. Гидрологическая сеть хорошо развита, она многоводна, и в летние месяцы не пересыхает. В хозяйстве также имеется хорошо развитая гидромелиоративная сеть, что является следствием большой заболоченности территории.
Основные лесообразующие породы – ель, сосна, береза и осина. Средний класс бонитета по хозяйству II, что свидетельствует о хороших природных условиях территории. Опытные объекты представлены высокопродуктивными насаждениями Iа-I класса бонитета, произрастающими на дренированных слабоподзолистых почвах. Для некоторых сосняков характерно периодическое переувлажнение почвы (ПП серий 5 и 12).
Основными почвообразующими породами являются четвертичные моренные, водно-ледниковые и озерно-ледниковые осадки, подстилаемые девонскими песчаниками и песками.
В основном, почвы характеризуются кислой реакцией. Содержание азота в почве находится на низком или среднем уровне обеспеченности. Содержание азота в дренированных лесных почвах обеспечивает, в первую очередь, рост деревьев. Все это создает необходимость обоснованного применения азотных удобрений в лесу. Часть почв испытала в прошлом заметное воздействие со стороны человека и вышла из сельскохозяйственного пользования, что типично для многих кисличников Северо-Запада.
Территория Ленинградской области находится под воздействием морских и континентальных воздушных масс, наличием арктического воздуха и активной деятельности циклонов. В результате этого формируется климат, переходящий от континентального к морскому, с умеренно-теплым летом, довольно продолжительной умеренно-холодной зимой и неустойчивым режимом погоды.
Исследования лаборатории почвоведения ЛенНИИЛХа (Чертов и др., 1970) показали, что в условиях Сиверского лесхоза на дренированных почвах уже в июне уровень грунтовых вод опускается ниже 40 см. В этом же месяце в недостаточно дренированных почвах вода держится на уровне 20-30 см, что сдерживает развитие корневой системы. В дренированных почвах запас влаги в слое 20 см составляет до 70 мм. Минимальное содержание влаги отмечается в июле-августе и составляет до 50 мм. В засушливый летний период дефицит влаги в почве может сдерживать рост, развитие и продуктивность растений. В целом же, местность, в пределах которого расположены опытные объекты, довольно благоприятна в отношении почвенно-климатических условий для внесения удобрений. Принято считать, что в западных районах нечерноземной зоны повышенная эффективность азотных удобрений отмечается 7-8 лет из 10 (в сельском хозяйстве). Невысокая эффективность удобрений наблюдается лишь в 5% случаев, что связывают с крайне неблагоприятными погодными условиями – засухой или избыточным выпадением осадков в течение вегетационного периода.
При определении типов леса пользовались лесотипологической схемой, применяющейся в лесоустройстве и основанной на эдафофитоценотической классификации В. Н. Сукачева. Указанная классификация применяется для определения типов леса на пробных площадях на протяжении длительного периода времени.
Влияние рубок ухода за лесом на развитие молодого поколения ели изучалось на постоянных пробных площадях, заложенных еще в 1929 г. научным сотрудником А.В. Давыдовым и лесничим З.Я. Солнцевым по методике, проф. В.В. Гумана (ПП 1, 2, 6, 7); на постоянных пробных площадях по 0,2 га, которые были заложены в 1970-х гг. сотрудниками лаборатории лесоводства СПбНИИЛХа под руководством проф. С.Н. Сеннова (серии ПП 5, 6, 12, 14, 15). Все постоянные пробные площади расположены на территории опытного лесного хозяйства «Си-верский лес» в Гатчинском лесничестве Ленинградской области. Нами узучались контрольные участки и объекты с рубками ухода.
Рубки ухода – поздние прореживания или ранние проходные, проводили у с соответствии с правилам. Интенсивность рубки определялась следующим образом. Рубка с интенсивностью по запасу до 10% считается очень слабой; 11-20% слабой, 21-30% - умеренной, 31-40% - умеренно-сильной, 41-50% - сильной и свыше 50% - очень сильной.
Характеристика объектов исследования
Наименьшее суммарное проективное покрытие живого напочвенного покрова отмечается на контрольном участке (ПП 15А) – 154,7%, это объясняется большей сомкнутостью полога по сравнению с другими пробными площадями (ПП 15В и ПП 15С). На участке ПП 15А насчитывается около 9000 экз./га рябины высотой в среднем 1,7 метра в подлеске. В результате увеличивается конкуренция за свет, влагу и элементы питания, и, как следствие, снижается вероятность появления светолюбивых трав.
На всех участках, пройденных проходными рубками ухода, отмечается активное разрастание напочвенной растительности. Его суммарное проективное покрытие составляет на ПП 15В 169,9% и на ПП 15С – 200,1%. Из данных таблицы 4.13 мы видим, что показатели живого напочвенного покрова в процентном соотношении на ПП 15В и ПП 15 С превышают контрольные показатели на 15-45%.
С увеличением интенсивности рубки ухода, возрастает и процент суммарного проективного покрытия живого напочвенного покрова, это связано, на наш взгляд, с увеличением освещенности под пологом леса и как следствие, появление луговика извилистого. Кроме того, хозяйственные мероприятия привели к увеличению доли мхов, проективное покрытие которых, возрастает с увеличением ин 77 тенсивности проходной рубки. Это говорит о том, что любое воздействие извне изменяет экологическую обстановку в лесных фитоценозах.
Рубки ухода за лесом слабой и средней интенсивности (ПП 15В и ПП 15С) привели к увеличению доли трав на 23 и 51% соответственно, по сравнению с (ПП 15А), что свидетельствует о положительном влиянии данного вида ухода за лесом с одной стороны, а с другой об отрицательном.
Увеличение доли трав говорит о повышении интенсивности биокруговорота (Беляева, 2006). На наш взгляд, слабые и средние рубки ухода за лесом дают оптимальные результаты и вызывают благоприятные условия для изменения экологического режима в лесном фитоценозе: снижение конкуренции со стороны древостоя, высвобождение части почвенных ресурсов, при этом происходит активное появление и разрастание живого напочвенного покрова. В результате структурной реорганизации происходит закрепление дополнительных ресурсов в биокруговороте. Большую роль в этом процессе играют представители злаков и осок. Они способны к быстрому захвату, связыванию и возврату элементов питания в почву с опадом. Как правило, они образуют дернину, в которой также накапливаются элементы питания. Дополнительные ресурсы вовлекаются в систему малого биокруговорота, повышается его интенсивность, и устойчивость лесной экосистемы, приближается к естественному развитию. А это уже говорит о более значимом экологическом эффекте рубок ухода слабой и средней интенсивности по сравнению с остальными вариантами опыта. Однако слишком большой процент доли злаков приводит к задернению вырубки и значительно ухудшает условия для естественного лесовозобновления молодого поколения.
Слабые и средние рубки ухода создают благоприятные условия экологического режима: снижение конкуренции со стороны древостоя, активное разрастание трав и кустарничков, в отличие от сильных и очень сильных рубок. На участках, где проводились сильные и очень сильные рубки ухода, происходит заболачивание участка, наблюдается увеличение доли мхов. Это свидетельствует о замедленном биокруговороте. Рассмотрим влияние рубок ухода на развитие живого напочвенного покрова в двухъярусных древостоях со вторым ярусом из ели на пробных площадях ПП 6 и ПП 7.
Учет проективного покрытия живого напочвенного покрова после рубок ухода проводился летом 2015 г. Результаты исследования представлены в таблице 4.14.
Анализ данных таблицы 4.14 показывает, что на всех пробных площадях суммарное проективное покрытие превышает 100%, это говорит о том, что в исследуемых насаждениях нет мертвопокровных зон и хорошо выражена ярусность: под пологом кустарничков, как правило, находятся разнотравье и мхи.
Через 85 лет после закладки пробных площадей, как на контрольных участках (ПП 6А, ПП 7А), так и на объектах рубок ухода за лесом ( ПП 6В, ПП 6D1, ПП 6D2, ПП 7D), величина проективного покрытия колеблется от 113,6 до 176,8%. На наш взгляд, это связано с интенсивностью рубки ухода за лесом, долей ели в составе насаждения и относительной полнотой древостоя.
На пробной площади ПП 6А (контроль) суммарное проективное покрытие является вторым по величине из всех обследованных участков и составляет 172,8%. На контрольном участке рубки ухода не проводились, доля ели в составе материнского древостоя достаточно велика (9 единиц). Это позволяет нам выдвинуть предположение о том, что одной из причин интенсивного развития живого напочвенного покрова послужило снижение относительной полноты древостоя, которая за 85 – летний период снизилась с 1,2 до 0,7 в результате естественного отпада, который отмечался на протяжении всего срока наблюдений.
Подобная ситуация наблюдается и на ПП 7А, где рубки ухода также не проводились. Суммарное проективное покрытие здесь оказалось равным 121,6%, что является одним из минимальных значений всех исследуемых участков (табл. 4.14). Кроме того, на указанной пробной площади ель так и осталась во втором ярусе. На наш взгляд, главной причиной медленного развития живого напочвенного покрова на ПП 7А по сравнению с другими участками является высокая относительная полнота древостоя, которая за 85 лет снизилась с 1,3 только до 1 (табл. 4.14), что явилось причиной недостаточно активного появления и разрастания напочвенной растительности.
Таким образом, на участках леса, где не проводились хозяйственные мероприятия (контрольные секции), основным фактором, влияющим на рост и развитие живого напочвенного покрова, является полнота древостоя: чем она ниже, тем выше процент суммарного проективного покрытия живого напочвенного покрова.
Наименьшее суммарное проективное покрытие живого напочвенного покрова было отмечено на ПП 6В. Несмотря на то, что на данном объекте были проведены три приема рубок ухода за лесом проективное покрытие напочвенной растительности минимально и составило всего лишь 113,6%. По нашему мнению, это связано с высокой относительной полнотой древостоя (0,8), давностью проведения рубок ухода (более 40 лет), а также, с большой долей ели в составе насаждения, табл. 4.14.
Максимальное суммарное проективное покрытие живого напочвенного покрова было отмечено на ПП 6D1 и составило 176,8% (табл. 4.14). Начиная с 1954 г. и до 1995 г., на этом объекте с периодической очередностью в пять лет проводились рубки ухода слабой интенсивности, поддерживающие световой режим на одном уровне.
Закономерности самовозобновления ели под пологом сосновоеловых древостоев
Проанализировав полученные данные, отмечаем, что на всех объектах исследования вне зависимости от варианта опыта отмечается появление подроста ели. При этом на контрольном участке (ПП 15А) и на (ПП 15В, ПП 15С) участках, пройденных проходными рубками его количество достаточно (более 2-3 тыс. экз./га при встречаемости не менее 50%) для формирования в будущем высокопродуктивного елового древостоя (Мартынов, 1996 г.).
Анализируя данные таблицы 5.22 мы видим, что в сосново-еловых древо-стоях черничного типа леса наибольшее количество подроста ели появилось на ПП 15В, где проводилась проходная рубка интенсивностью 10%, при этом удалялся только сосновый ярус.
В сосново-еловом древостое, пройденном проходными рубками интенсивностью 30% с удалением деревьев ели, сосны и березы (ПП 15С) подрост составляет 7676 экз./га. По всей вероятности, более сильное изреживание привело к разрастанию подлеска и живого напочвенного покрова, которые и составили основную конкуренцию подросту ели за свет, влагу и элементы питания. При этом следует отметить, что на ПП 15С сохранилось наибольшее количество деревьев. Это позволяет нам выдвинуть гипотезу о том, что основным лимитирующим фактором появления ели является нижний ярус растительности, а не материнский полог.
Наименьшее количество подроста ели (5335 экз./га) было отмечено на контрольном участке (ПП 15А). Это позволяет нам утверждать, что проходные рубки имеют важное значение не только для повышения продуктивности древостоя, но и для появления будущего поколения, как в нашем случае – подроста ели.
Рассмотрим данные таблицы 5.23, от 69 до 91% подроста на всех пробных площадях является жизнеспособным. Таблица 5.23 – Распределение подроста ели по категориям состояния
На контрольном участке (ПП 15А) и (ПП 15В), где проводилась рубка слабой интенсивности отмечается 91 и 89% соответственно жизнеспособных экземпляров. На ПП 15С отмечается наименьшая доля жизнеспособного подроста (69%), где была проведена рубка ухода средней интенсивности. Данные показатели, по всей вероятности, можно объяснить тем, что сильное вмешательство извне является стрессовой ситуацией не только для древостоя, но и для остальных компонентов лесного фитоценоза. В данном случае это сказалось на жизненном состоянии подроста ели.
Анализируя высотную структуру подроста ели (табл. 5.24), отметим, что на всех обследованных объектах, пройденных рубками ухода за лесом (ПП 15В и ПП 15С), отмечается крупный по высоте подрост. На его долю приходится 46 и 61% соответственно. Процентное соотношение среднего подроста ели соответственно 37 и 32%, а мелкого – 17 и 7%. Таким образом, независимо от интенсивности проходной рубки были отмечены все категории подроста ели по высоте. Можно сделать вывод о том, что процесс естественного лесовозобновления идет постоянно и достаточно успешно.
Следует также отметить, что на ПП 15С, где была проведена проходная рубка интенсивностью 30%, зафиксировано 32% среднего по высоте подроста и 61% - крупного (всего 93%) (табл. 5.24). Можно предположить, что интенсивное 105 разреживание в отличие от слабого в сосново-еловых древостоях способствуют более раннему началу появления нового поколения подроста ели, однако часть из этого подроста, в дальнейшем, быстро погибает от негативных факторов: снег, ветер, солнцепек и др.
Данное предположение подтверждается и ситуацией на ПП 15В, где была проведена слабая проходная рубка. Количество среднего по высоте подроста здесь чуть больше (5%), чем на ПП 15С, а доля крупного подроста на 15% меньше. Всего количество среднего и крупного подроста вместе составило 83%, что на 10% меньше, чем на ПП 15С. Это свидетельствует о том, что процесс активного естественного лесовозобновления на исследуемом участке (ПП 15В) начался позже, чем на ПП 15С, но в конечном результате численность подроста оказалась почти на 1 тыс.экз./га больше и состояние его было значительно лучше (доля жизнеспособного подроста на ПП 15В оказалась на 20% выше, чем на ПП 15С).
Таким образом, в сосново-еловых древостоях черничного типа леса проходные рубки слабой интенсивности наиболее предпочтительнее по сравнению с остальными вариантами опыта с точки зрения сохранения лесного фитоценоза.
Кроме того, на пробных площадях, пройденных проходными рубками, также анализировались средние таксационные характеристики подроста ели (табл. 5.25).
Как видно из данных таблицы 5.25, возраст, высота и прирост жизнеспособного подроста на объектах слабой интенсивности рубок ухода (ПП 15В) близок к возрасту, высоте и приросту на контрольном варианте (ПП 15А), т.е. рубки ухода данной интенсивности существенно не меняют естественный ход лесовозобновления.
Отставание подроста в возрасте и высоте отмечается на контрольном участке (ПП 15А), где рубки ухода не проводились, в свою очередь, произошло разрастание напочвенной растительности (подлесок и живой напочвенный покров, которые сдерживают развитие подроста ели).
Резюмируя все вышесказанное, можно сделать следующие выводы: 1. Под пологом сосново-еловых древостоев независимо от интенсивности рубок ухода отмечается активное появление елового подроста в количестве, достаточном для формирования в будущем высокопродуктивного елового древостоя (численность – более 5 тыс.экз./га и встречаемость – от 80 до 100%). 2. Наибольшая численность подроста отмечена на объектах рубок ухода слабой интенсивности. Таким образом, в сосново-еловых древостоях черничного типа леса проходные рубки слабой интенсивности наиболее предпочтительнее по сравнению с остальными вариантами опыта с точки зрения сохранения лесных фитоценозов и появления нового поколения хвойных пород.
При изучении закономерностей лесовозобновления ели в двухъярусных древостоях (лиственные породы в первом ярусе) со вторым ярусом ели, пройденных рубками ухода, объектами исследования являлись постоянные пробные площади (серии ПП 6 и 7) площадью по 0,25 га (см. гл. 3).
Целью исследования было оценить влияние рубок ухода на успешность естественного возобновления ели в двухъярусных древостоях со вторым ярусом из ели, в зависимости от интенсивности и повторяемости вырубки деревьев лиственных пород. Учет естественного возобновления ели проводили летом 2015 г. (табл. 5.26).