Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса 9
1.1. Исследования лесовозобновления после сплошных и выборочных рубок в России 9
1.2. Исследования лесовосстановления в тропических лесах 14
1.3. Исследования лесовосстановления после рубок во Вьетнаме 21
Глава 2. Природно - экономические условия района исследований 39
2.1. Природные условия 39
2.2. Лесные ресурсы 43
Глава 3. Программа, объекты и методика исследований 55
3.1. Программа исследований 55
3.2. Объекты исследований 55
3.3. Методика исследования 60
Глава 4. Характеристика жизнеспособного подроста ценных пород на местах выборочных рубок 64
4.1. Характеристика древесных видов с высокой экономической ценностью 64
4.2. Густота жизнеспособного подроста ценнейших древесных видов 69
4.3. Встречаемость подроста 71
4.4. Доля подроста ценных пород в общем составе подроста 73
4.5. Распределение подроста по высоте 74
Глава 5. Влияние нижних ярусов фитоценозов на успешность возобновления после рубок 79
5.1. Влияние подлеска 79
5.2. Влияние живого напочвенного покрова 84
Глава 6. Количество нежизнеспособного и сухого подроста ценных видов на местах рубок 89
6.1. Густота нежизнеспособного и сухого подроста 89
6.2. Доля нежизнеспособного и сухого подроста в его общем количестве 91
Заключение 97
Список сокращений 100
Рекомендации 100
Библиографический список 101
- Исследования лесовосстановления в тропических лесах
- Лесные ресурсы
- Распределение подроста по высоте
- Доля нежизнеспособного и сухого подроста в его общем количестве
Исследования лесовосстановления в тропических лесах
Общие сведения. Исследования естественного возобновления леса в мире имеют давнюю историю. В Европе лесоводы стали обращать внимание на преимущества естественного возобновления лесов из-за неудач искусственного лесовосстановления в Германии и Франции еще в 19-м веке. Исследования по возобновлению тропических лесов упоминаются только с 1930-х годов.
Результаты исследования естественного возобновления африканских тропических лесов А. Обревином (1938) (цитируется по Хоанг Ким Нгу, 2005) показывают, что всходы доминирующих видов в тропических лесах могут быть крайне редкими или полностью отсутствовать. Он назвал это явление никогда не рожать ребенка материнским растением в составе древесного яруса тропического леса. В результате доминирующие виды исчезали. А. Обревин заложил основы теории циклического возобновления.
Однако результаты наблюдений Дэвиеста и Риса (1933), Шуна (1960), Роли (1969) в тропических лесах Южной Америки отличаются от результатов А. Обревина. При непрерывном возобновлении древесных растений их состав может оставаться относительно неизменным в течение длительного времени. Некоторые авторы изучали естественное возобновление тропических лесов в Азии, например, Бара (1954), Будовски (1956, цитируется по Нгуен Тхи Ха, 2009), утверждали, что под пологом тропического леса в целом достаточно возобновившихся древесных растений, имеющих экономическую ценность, поэтому необходимы лесоводственные меры для защиты этого яруса растений. Благодаря этим исследованиям было разработано много соответствующих мер, которые привели к значительным эффектам.
При изучении возобновления тропических естественных лесов Ван Стеенис (1956) предположил, что распространенным типом возобновления тропических лесов является рассеянное и непрерывное возобновление. Тропический лес имеет сложный состав видов различного возраста, поэтому цикл возобновления сообществ происходит круглый год. Однако только подрост теневыносливых видов способен выжить под пологом леса разного состава и возраста. Другая распространенная возможность возобновления тропических лесов, подходящая для светолюбивых растений, это возобновление на открытых участках леса в результате разреживаний. Наличие просветов полога в тропических лесах кардинально меняет условия освещения, влажности и температуры по сравнению с условиями под пологом леса, способствуя тем самым прорастанию и росту светолюбивых видов растений, возобновление которых ранее было ограничено под пологом леса (Денслов, 1987; Вхитморе, 1996, Ямамото, 2000).
Наиболее часто обсуждаемой проблемой тропического лесоводства является эффективность лесоводственных методов, связанных с возобновлением целевых пород. Этой проблеме посвящены работы Бернарда (1954, 1959); Вятт Смитх (1961, 1963) с методом «равномерного возраста леса» в Малайзии; Николсона (1958) в Северном Борнео (North Borneo); Тейлора (1954); Джонса (1960) с методом постепенной рубки и возобновлением под пологом леса в Нигерии и Гане (Nijeria и Gana); Барнарйи (1959) с методом постепенной рубки на Андаманских островах (цитируется по Нгуен Тхи Ха, 2009). Эффективность каждого из методов была обобщена Бауре (1964) в его работе «Экологические основы бизнеса в тропических лесах».
Согласно Ван Стеенис (1956), виды, возобновившиеся на безлесных территориях, являются обычно светолюбивыми и быстрорастущими. Эти виды играют важную роль, поскольку под их пологом появляется подрост теневыносливых растений, которые присутствуют в окружении. Таким образом, возобновление пионерных видов на пустующих территориях способствовало поддержанию биоразнообразия светолюбивых видов (Брокав, 1985; Ловтон, Путз, 1988), в частности, лиан (Счнитзер & Царсон, 2001), но уменьшению разнообразия непионерных, теневыносливых видов (Хуббелл и др., 1999; Счнитзер & Царсон, 2001; Ухл и др., 1988).
М. Лоесчау (1977) дал несколько рекомендаций по обследованию и оценке естественного возобновления в тропических лесах. Чтобы оценить, удовлетворителен процесс возобновления леса или нет, используют метод случайной выборки. За исключением особых случаев, можно полагаться на общие выводы по густоте возобновления там, где есть большое количество возобновленных растений. Эти данные будут основой для принятия решений в каждом лесохозяйственном плане, особенно учитывая, необходим ли уход за подростом ценных видов, в какой степени это неотложный уход, какова должна быть его интенсивность. Автор также предложил изучить некоторые критерии, включая жизнеспособность, густоту подроста и средний диаметр на высоте 1,3 м видов с высокой экономической ценностью. По его мнению, экземпляры подроста с диаметром на 1,3 м от 1 до 12,6 см в перспективе могут стать деревьями высокого яруса.
Брокав (1985) разделил возобновление под пологом леса на две группы: (i) первичные лесные виды и (ii) пионерные виды. Под пологом тропического леса, до того, как образовалась прогалины при проведении рубок, всегда существует подрост деревьев верхнего яруса (i).
Ямамото (1996) разделил возобновленные виды растений на 4 группы, включая:
(i) виды, которых не было в ярусе возобновленных растений до того, как образовались прогалины; это виды, которые могут расти только в прогалинах полога, и часто это пионерные светолюбивые виды;
(ii) виды, которые появляются до появления прогалин и даже когда они заполнены, и это обычно первичные лесные виды;
(iii) виды, которые отсутствуют во всех ярусах леса. Большинство из этих видов появляются в лесу с помощью животных, ветра или воды, приносящих их семена извне. Подрост этих видов появляется до появления прогалин в лесу, и он будет постепенно уходить в отпад по мере смыкания лесного полога;
(iv) виды, которые появляются только после того, как прогалины были полностью восстановлены.
Время для завершения процесса заполнения прогалин в пологе или время для «заживления шрамов» (Хоанг Ким Нгу и Фунг Нгок Лан, 2005) в тропическом лесу зависит от конкретных условий и размеров возобновившихся деревьев (Денслов, 1987). Этот процесс заканчивается, только когда деревья достигают высот выше высот деревьев прилегающей лесной территории, обычно высотой 10-20 м (Ямамото, 2000). Методика работ. Исследование лесовозобновления является важной задачей для достижения экономических и лесохозяйственных целей. Все исследователи сходятся во мнении, что при исследованиях возобновления лесов необходимо определить плотность (густоту), видовой состав, возрастную структуру, жизнеспособность подроста и т. д. Многие авторы установили систему квадратных пробных площадей от 1 до 4 м2 по методу Lowdermilk (1972). Лампрехт (1990) предложил использовать пробные площадки, изменяющиеся по размеру в зависимости от размера деревьев. Соответственно, он предложил пробные площадки 2500 м2 (50 х 50 м) для измерения высоких деревьев, площадку круглой формы 707 м2 (r = 15 м) для исследования подроста высотой более 1,3 м; 12 проб площадью 4 м2 (2х2 м), распределенных по двум перпендикулярным линиям через центр круглой пробы, для исследования подроста высотой от 0,3 м до 1,3 м. Подрост высотой менее 0,3 м обычно бывает в наибольшем количестве, но его густота резко меняется в течение короткого периода времени. Brodbeck (2004) разделил общую пробу площадью 10000 м2 (1 га) на 25 пробных участков площадью 400 м2 (20 х 20 м). В каждом из них автор выделил 1 участок площадью 25 м2 (5 х 5 м) для исследования подроста и 1 участок площадью 4 м2 (2 х 2 м) для учета самосева.
Прогалины в пологе леса, образующиеся в результате выборочных рубок, часто имеют разные формы и размеры. Наиболее распространенное определение прогалины – это определение Brokaw (1982), который утверждал, что площадь прогалины – это вертикальная проекция на горизонтальную плоскость крон окружающих деревьев. В тропических лесах зона регенерации светолюбивых пионерных видов может быть на 44-55% больше, чем размер самой прогалины. Попма и др. (1988) изучили область влияния прогалин через распределение регенерированных деревьев; они обнаружили, что площадь влияния прогалин составляет почти 50% площади прогалин.
Аарон и Хикс (2003) полагают, что прогалины в тропическом лесу, которые образуются в результате удаления лесных деревьев в результате выборочной рубки, имеют общую площадь 25% и более от площади, занятой лесом. Причем большинство экземпляров подроста в них имеют высоту менее 5 м и всегда менее средней высоты яруса окружающих высоких деревьев (Нааф и Вульф, 2007). Прогалина заполняется, когда высота возобновившихся растений достигает 10-20 м (Ямамото, 2000).
Лесные ресурсы
Географические особенности и климат района исследований определяют особенности флоры, которая здесь является переходной между двумя районами: Нгеан - Тханьхоа на севере Вьетнама и Куанг Бинь - перевал Хайван на юге Вьетнама (Чан Суан Тхиеп, 1996). Согласно Тхай Ван Чынг (1978), здесь произрастают виды растений, относящиеся к системе флоры Индии - Малайзии – Индонезии:
- Ватика тонкинская (Vatica tonkinensis ),
- Хопея (Hopea pierrei));
флоры Северного Вьетнама - Южного Китая:
- Каштан благородный (Castanea sativa),
- Лавр (Сinnamomum parthenoxylon), и аборигенные растения, такие как:
- Лим (Erythrophleum fordii oliver),
- Мадука (Madhuca pasquieri),
- Алангиум Ридли (Alangium ridleyi),
- Эберхардия (Eberhardtia tonkinensis).
Как в других тропических странах, флора во Вьетнаме в целом, и в Центральном регионе в частности – это вечнозеленые широколиственные тропические леса. Растительность здесь очень богата и разнообразна.
Общая площадь естественных лесов Лесной компании Чук А в районе Хыонг Хе, провинции Хатинь, составляет 22400,3 га, а общий запас – 2556895 м3. Большая часть лесной площади – это вечнозеленые широколиственные леса (Решение № 3360/QD-UBND, 2008).
Лесная флора в районе Хыонг Хе, провинции Хатинь, насчитывает около 20 семейств с 400 видами. Доминируют виды семейств Fagaceae, Magnoliaceae, Euphorbiaceae. На высотах над уровнем моря (н. у. м.) менее 300 м древостой характеризуется многими видами, такими как Castanea sativa, Magnolia hypolampra, Erythrophleum fordii, Vatica tonkinensis, Endospermum sinensis, Canarium album, Gironniera subaequalis, Knema corticosa. Здесь же распространены представители семейства бамбуков (Bambusoideae). На высотах до 1000 м над уровнем моря в основном встречаются Vatica tonkinensis, Hopea pierrei, Caryodaphnopsis tonkinensis. На высотах более 1000 м широколиственные виды чередуются с хвойными, включая такие редкие, как Fokienia hodginsii,
В провинции Нгеан древесные виды Ватика одората (Vatica odorata) и Хопея китайская (Hopea chinensis) встречаются в компактных популяциях крупных деревьев на высотах 700-800 м или более, а в районе Хыонг Хе они разбросаны и высота их распространения составляет 100-600 м. Ватика тонкинская (Vatica tonkinensis) в Хыонг Хе стала очень востребованным для лесоэксплуатации ценным видом в различных географических формах. Кроме Ватики, к видам с ценной коммерческой древесиной относятся виды семейств Буковые (Fagaceae) и Бобовые (Fabaceae), а также Лим (Erythrophleum fordii oliver), Мадука (Madhuca pasquieri), Кариодафнопсис (Caryodaphnopsis tonkinensis), Магнолия (Magnolia hypolampra), Лавр (Сinnamomum parthenoxylon) (Тхай В.Ч., 1978).
В соответствии с циркуляром № 34 Министерства сельского хозяйства и развития сельских районов (Циркуляр 34/2009 / TT-BNNPTNT, 2009), леса классифицируются следующим образом:
1. Защитные лесные насаждения – это леса, используемые в основном для защиты источников воды, защиты земель, предотвращения эрозии и опустынивания, ограничения стихийных бедствий, регулирования климата и защиты окружающей среды.
2. Леса специального целевого назначения – леса, используемые в основном для охраны природы, охраны стандартных образцов национальной экологической системы и генетических ресурсов лесных организмов; охраны исторических, культурных объектов; леса, обслуживающие отдых, туризм в сочетании с защитой окружающей среды; для научных исследований;
3. Эксплуатационные леса – леса, используемые в основном для получения древесной и недревесной продукции, а также для защиты и охраны окружающей среды.
В 1984 г. Министерство лесного хозяйства Вьетнама разработало классификацию лесных типов по происхождению древостоев (естественное или искусственное) и их состоянию. В частности, III группа широколиственных вечнозеленых насаждений в зависимости от степени антропогенного воздействия и наличного запаса была разделена на следующие типы (Нгуен В.Ш, 2013):
Встречаются недорубы – крупные деревья с древесиной плохого качества. Вьющиеся растения и бамбук растут вперемешку с деревьями.
Лесной тип IIIA1 обычно имеет древесный запас от 50 100 м3/гa (рис. 2.4); - IIIA2 – лес был почти полностью вырублен, но в основном восстановлен, обычно имеет два и более ярусов, причем верхний ярус несплошной. В доминирующем ярусе диаметр деревьев от 20 до 30 см; запас преимущественно от 100 до 150 м3/гa (рис. 2.5);
- IIIA3 – после выборочной рубки (имевшей характер подневольно-выборочной) формируется несколько ярусов. Встречаются деревья с большим диаметром (более 35 см), запас от 150 до 200 м3/гa (рис. 2.6);
Согласно табл. 2.2, общая площадь, находящаяся под управлением Компании, составляет 22400,3 га.
Общая площадь, находящаяся под управлением Компании, составляет 22400,3 га, из которых:
- Лесные земли: 22387,9 га, что составляет 99,9% природной площади территории, в том числе:
+ Покрытые лесом земли: 21696,1 га, что составляет 96,9%, лесных земель;
+ Непокрытые лесом земли: 691,8 га, что составляет 3,1% лесных земель.
- Прочие земли: 12,4 га, что составляет 0,1% от природной площади территории, в том числе: земли под штаб-квартиру компании, заводы, дороги.
Площадь защитных лесных насаждений: 9018,9 га, что составляет 40,3% площади лесных земель, в основном сосредоточена в отдаленных жилых районах пограничного региона с Лаосом. Запас защитных лесных насаждений 1539416 м3 древесины, что составляет 60,2% запаса всей древесины Компании, и 889,2 тыс. шт. бамбуков (100% бамбука Компании). а) Покрытые лесом земли:
- площадь покрытых лесом земель 8856,5 га, что составляет 39,6% площади защитных лесных насаждений, все из которых являются естественными лесами, в том числе:
+ Леса без бамбука: 8658,9 га (38,7% земель с естественными лесами), из которых: Леса c очень богатым запасом (IIIB): 1063,8 га (4,7% площади леса с древесными породами). Запас 329778 м3 (что составляет 12,9% запаса), в среднем 310 м3/га. Леса сосредоточены в основном на границе Вьетнама и Лаоса с ценными древесными породами, такими как: Hevetia peruviana, Nageia fleuryi, Fokienia hodginsii, Dacrydium elatum, и др.
Распределение подроста по высоте
Количество жизнеспособного подроста всех четырех видов в целом закономерно снижается с увеличением его высоты, рис. 4.7-4.10. Мелкий подрост высотой до 0,5 м составляет по всем годам рубок около четверти всего его количества (22-27%); иногда несколько больше (до 33-40%). Самый крупный, более 3 м, имеет наименьшее присутствие: 7-10%. Мелкого, как правило, больше на местах рубок по сравнению с контролем независимо от вида, у самого крупного наблюдается обратная тенденция. По остальным группам высот по всем четырем видам тенденции слабые и противоречивые.
Исследовательские работы проведены в 2017 году на участках выборочных рубок лесной компании «Чук А», в районе Хыонг Хе, провинция Ха Тинь, на высотах 200-300 м н. у. м. Изучали подрост 4-х наиболее экономически ценных видов из 1-го яруса: ватики, мадуки, лима и хопеи на участках рубок 2005, 2008, 2010 и 2012 гг. в лесных типах IIIА2 и IIIА3. Интенсивность рубок – 25-30% по запасу.
Густота подроста на лесосеках возрастает по сравнению с контролем, причем для ватики и хопеи это увеличение в половине случаев статистически достоверно. Подрост ватики отличается от других видов стабильностью численности на лесосеках разных лет. Численность подроста хопеи возрастает с увеличением давности рубок, что свидетельствует о его теневыносливости. Светолюбивый подрост лима, напротив, имеет высокую густоту на относительно свежей лесосеке. Густота мадуки существенно не отличается от контроля.
Встречаемость подроста, соответственно его густоте, неизменно выше на участках рубок. Корреляционная связь густоты и встречаемости подроста в большинстве случаев очень высокая: r = 0,95-0,99.
Общая доля подроста всех четырех пород достаточно велика (36-41%) и увеличивается с возрастом рубки. На контроле этого не наблюдается.
Среди четырех рассматриваемых видов наибольшее участие в общей густоте подроста имеет подрост ватики (на контроле в среднем 12%; на местах рубок 13,5%); на втором месте – подрост хопеи (на контроле 10%; на местах рубок 12%). Имеет место рост доли подроста ватики и хопеи на участках рубок по сравнению с контролем, причем это увеличение по отдельным объектам довольно значительное (в относительных величинах – до 35-48%). Наблюдается также тенденция увеличения доли этих видов с увеличением возраста рубок, что вновь свидетельствует об их относительной теневыносливости в молодом возрасте.
Присутствие подроста мадуки и лима на участках рубок в целом по всем годам находится на уровне контроля. Исключение – значительное преобладание светолюбивого лима на участках рубок по сравнению с контролем на самой свежей лесосеке в 2012 г.
Мелкий подрост высотой до 0,5 м составляет по всем годам рубок около четверти всего его количества (22-27%). Самый крупный, высотой более 3 м, имеет наименьшее присутствие: 7-10%. Количество подроста закономерно снижается с увеличением его высоты. Мелкого, как правило, несколько больше на местах рубок по сравнению с контролем независимо от вида, у самого крупного наблюдается обратная тенденция. По остальным группам высот тенденции слабые и противоречивые. В целом высотное распределение подроста, за редким исключением, не имеет выраженных отличий на местах рубок по сравнению с контролем.
Таким образом, на местах выборочных рубок 5-12-летней давности подрост наиболее ценных древесных видов отличается от контроля большей густотой, встречаемостью и долей в общем составе подроста. Следовательно, эти виды достаточно приспособлены для активного роста через 5-12 лет после проведения выборочных рубок к условиям прогрессирующего увеличения сомкнутости крон в образовавшихся окнах в пологе леса, и меньшего поступления света и атмосферных осадков.
Доля нежизнеспособного и сухого подроста в его общем количестве
Еще более наглядно отсутствие определенных закономерностей выявляется при рассмотрении густоты разных категорий подроста в относительных величинах, когда общее количество подроста каждого вида принимается за 100% (рис. 6.5-6.8). Здесь, кроме относительной густоты подроста 4-х ценнейших видов, также представлены средние величины по остальным 16-ти породам из 20-ти.
Из рис. 6.5-6.8 следует, что сумма нежизнеспособных и сухих экземпляров подроста каждого из 4-х наиболее ценных видов составила значительную долю (в среднем около 25-30%) от общего количества подроста.
На лесосеках 2012 года несколько выделяется превышение количества нежизнеспособного подроста лима и мадуки по сравнению с контролем, – возможно, также по причине повреждения подроста при рубке (рис. 6.5). Но количество нежизнеспособного подроста хопеи на лесосеках ниже контроля. На местах рубок 2010 года эти различия уже сглаживаются (рис. 6.6).
На лесосеках 2008 г. проявляется тенденция некоторого снижения доли нежизнеспособного подроста многих видов (кроме хопеи) по сравнению с контролем. На участках рубок 2005 г. эта тендеция в целом сохраняется.
Противоречивые тенденции подтверждаются и при сравнении суммарной доли сухого и нежизнеспособного подроста 4-х ценных пород (табл. 6.2).
Для ватики и хопеи доля суммы нежизнеспособного и сухого подроста по всем годам рубок стабильно меньше на лесосеках по сравнению с контролем. То есть для этих пород выявляется обратная тенденция при сравнении с абсолютным количеством подроста (см. табл. 6.1). При этом на лесосеках сумма сухого и нежизнеспособного подроста относительно стабильна по годам для ватики, но заметно снижается в 2005 г. для хопеи. Соответственно резко возрастает в этом году (2005) количество жизнеспособного подроста хопеи (рис. 6.4 и 6.8), что вновь может свидетельствовать о сравнительной теневыносливости этого вида.
По мадуке и лиму лишь на “свежей” лесосеке 2012 г. наблюдается увеличение суммарной доли сухого и нежизнеспособного подроста относительно контроля. В остальные сроки на местах рубок эта доля ниже контроля, причем особенно значительно – в 2008 г.