Введение к работе
диссертационного совета Клевцов Денис Николаевич
Актуальность темы. Важнейшей задачей современного лесоводства является повышение продуктивности лесов и рациональное использование лесных ресурсов. В Архангельской области в результате длительной и интенсивной эксплуатации лесов на месте коренных высокопроизводительных сосняков за счет смены пород сформировались менее продуктивные вторичные, антропогенные леса. Изменилась не только породная и возрастная структура, но и на 50-60% снизилась их продуктивность, на 30-40 лет увеличился оборот рубки хвойного хозяйства.
Основным путем в лесном хозяйстве для предотвращения нежелательной смены пород и породного состава, как в естественных, так и искусственных насаждениях являются рубки ухода. Рубками ухода можно оптимизировать условия восстановления и роста хвойных, организовать рациональное лесопользование и целевое формирование лесов. Однако в настоящее время отсутствует региональная нормативная база, регламентирующая их проведение. Исследования на стационарных опытных объектах, охватывающие период от молодняков до возраста приспевания, позволят уточнить организационно-технические параметры рубок ухода.
Степень изученности вопроса. Вопрос рубок ухода изучается достаточно давно, первые труды относятся к середине XVIII века. В дальнейшем интерес к данному лесохозяйственному мероприятию только рос, и остается актуальным в настоящее время. Изучение рубок ухода в таежной зоне Европейского Севера проводили М.Е. Ткаченко, П.Н. Львов, А.А. Плохов, Г.А. Чибисов, Н.С. Минин С.М. Сенкевич, С.С. Зябченко, С.Н. Сеннов, А.В. Савина, А.В. Грязькин, Н.В. Беляева и др. Комплексных исследований рубок ухода в естественных сосновых насаждениях до возраста приспевания, а также в сосняках искусственного происхождения в средней подзоне тайги проведено не достаточно.
Цель и задачи исследования. Выявить закономерности лесоводственной и хозяйственной эффективности рубок ухода в естественных и искусственных сосновых насаждениях для совершенствования региональных нормативов по уходу за лесом.
Задачи исследования: проанализировать динамику формирования и изменение таксационных характеристик естественных и искусственных сосновых насаждений черничного типа леса, пройденных рубками ухода; установить закономерности изменения макроструктуры и плотности древесины сосны под воздействием рубок ухода; выявить сортиментную структуру естественных и искусственных сосновых насаждений, пройденных рубками ухода; дать рекомендации по проведению рубок ухода в естественных сосновых насаждениях и лесных культурах сосны, созданных посевом.
Научная новизна состоит в том, что для черничного типа леса Архангельской области (подзона средней тайги Европейского Севера) выявлены региональные закономерности формирования насаждений рубками ухода в чистых и смешанных сосновых насаждениях до возраста приспевания. Впервые оценено влияние различного числа приемов и интенсивности рубок ухода на рост и развитие 50-летних лесных культур сосны, созданных посевом. Проведены исследования макроструктуры и плотности древесины сосны, захватывающие период с возраста молодняков до IV класса возраста в естественных насаждениях, выявлена взаимосвязь данных показателей с режимами рубок ухода. Впервые определены особенности формирования сортиментно-товарной структуры разреженных сосновых насаждений к возрасту приспевания. Скорректирована система рубок ухода в сосновых насаждениях естественного и искусственного происхождения.
Практическая значимость работы. Уточнены параметры рубок ухода, позволяющие вести интенсивное лесное хозяйство с выращиванием высококачественной хвойной древесины без промежуточной смены на лиственное насаждение в черничном типе леса средней подзоны тайги. Доказано, что рубки ухода позволяют к возрасту приспевания сформировать высококачественную древесину, отвечающую самым высоким требованиям согласно ГОСТ 968-68, что позволит вести целевое лесовыращивание. Подобраны варианты рубок ухода в искусственных насаждениях, созданных посевом, дающие наилучший лесоводственно-хозяйственный эффект. Полученные данные могут быть использованы для составления региональных нормативов рубок ухода.
Апробация результатов и публикации по теме диссертации. Результаты исследования докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова (Архангельск, 2012 – 2013); на XVIII Всероссийской молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии», где был отмечен дипломом за лучший доклад (г. Сыктывкар, 2011); на отчетной сессии сотрудников ФБУ «СевНИИЛХ» по итогам научно-исследовательских работ (Архангельск, 2009); на региональной научно-практической конференции «Образование и наука: ступени развития» в рамках ежегодной конференции «Ломоносова достойные потомки» (Архангельск, 2010). Результаты исследований представлены на конкурсах научных работ: Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ аспирантов в области наук о Земле, проходившем в Национальном исследовательском Томском государственном университете (диплом за II место, 2012); конкурсе научных и опытно-исследовательских проектов аспирантов, молодых ученых научно-исследовательских институтов и студентов государственных образовательных учреждений среднего профессионального образования, находящихся в ведении Рослесхоза (диплом за III место, 2012).
По теме диссертации опубликовано восемь работ, четыре из которых в изданиях из перечня ВАК, а также практическое пособие «Лесоводственная и экономическая эффективность рубок ухода» (в соавторстве).
Часть диссертационных исследований выполнены при грантовой поддержке Правительства Архангельской области в рамках областного конкурса «Молодые ученые Поморья» (№ 03-24, 2010 г., руководитель; № 07-2013-03а, 2013 г., исполнитель) и Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова в рамках внутреннего конкурса научно-исследовательских и инновационных проектов студентов и молодых ученых по приоритетным направлениям развития университета (2012 г., руководитель). Материалы диссертационных исследований вошли в отчеты НИР ФБУ «СевНИИЛХ» (Сводный план Рослесхоза, приказ № 26-р от 13.05.2009; № 25-р от 11.05.2010; № 11-р от 29.03.2011, 2009-2011 гг.; Государственное задание, приказ Рослесхоза №564 от 27.12.2012, 2013 г., промежуточный).
Научные положения, составляющие предмет защиты:
– Закономерности динамики формирования рубками ухода естественных (чистые и смешанные) и искусственных (посев) сосновых насаждений до возраста приспевания в черничном типе леса средней подзоны тайги Архангельской области.
– Рубки ухода позволяют к возрасту приспевания получить в чистых и в смешанных сосновых насаждениях черничного типа леса высококачественную древесину, соответствующую ГОСТ 968-68 на авиационные пиломатериалы.
– Особенности хозяйственной структуры (количество древесины по категориям крупности и видам получаемых лесоматериалов) сосновых насаждений III-IV класса возраста, сформированных рубками ухода.
– Научно-обоснованные предложения по воспроизводству хвойных пород в системе «лесопользование – лесовосстановление – лесовыращивание – лесопользование», позволяющие выращивать целевые хвойные насаждения без промежуточной смены на лиственные в среднетаежной подзоне Архангельской области.
Личный вклад автора. Проведен аналитический обзор литературных источников; поставлена научная задача; разработана методика исследования; проведены полевые работы на постоянных пробных площадях естественного (2010 г.) и искусственного (2012 г.) происхождения; проведена камеральная обработка полученных материалов, в том числе работы по изучению качества древесины (макроструктуры и плотности); обработаны и проанализированы полевые и камеральные результаты прошлых лет (из архива СевНИИЛХ), сформулированы выводы и предложения. Работа является результатом 4-летних (2009 – 2013 гг.) исследований автора.
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается достаточным объемом экспериментальных материалов, использованием при обработке математических методов и современных вычислительных средств, разносторонним комплексным подходом к решению поставленных научных задач, а также проведением исследований на уникальных стационарных объектах, заложенных сотрудниками Северного научно-исследовательского института лесного хозяйства и Архангельского государственного технического университета (ныне САФУ имени М.В. Ломоносова) 35-50 лет назад.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах и включает введение, 6 глав, заключение, список использованных литературных источников из 207 наименований, в том числе 7 на иностранном языке. В тексте содержится 37 таблиц и 17 иллюстраций.
