Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Состояние вопроса 18
1.1 Виды и задачи рубок ухода за лесом 18
1.2 Методы рубок ухода в древостоях 24
1.3 Сроки рубок ухода за лесом и их интенсивность 29
1.4 Особенности проведения рубок ухода в еловых и смешанных древо-стоях 33
1.5 Влияние рубок ухода за лесом на рост древостоев 37
1.6 Влияние рубок ухода за лесом на распределение деревьев по ступеням толщины 63
ГЛАВА 2 Программа, методика и объекты исследования 76
2.1 Программа исследования 76
2.2 Методика исследования 77
2.3 Объекты исследования 84
ГЛАВА 3 Особенности формирования высокопродуктивных ельников из смешанных березово-еловых древостоев рубками ухода за лесом 93
3.1 Влияние режима рубок ухода на общую производительность и продуктивность ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев 93
3.2 Влияние рубок ухода разной интенсивности на средние таксационные показатели ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев 107
3.3 Влияние режима рубок ухода на устойчивость ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев 113
3.3.1 Интенсивность восстановления текущего прироста в ельниках кисличных после рубок ухода 114
3.3.2 Влияние режима рубок ухода на величину отпада в ельниках кисличных 125
3.3.3 Соотношение величин текущего прироста и отпада в ельниках кисличных, пройденных рубками ухода 133
ГЛАВА 4 Конкурентные отношения в смешанных березово-еловых древостоях 139
ГЛАВА 5 Влияние режима рубок ухода на товарную структуру ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев 153
Глава 6 Экономическая эффективность рубок ухода в ельниках кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев 167
Заключение 173
Список литературы
- Особенности проведения рубок ухода в еловых и смешанных древо-стоях
- Методика исследования
- Влияние режима рубок ухода на устойчивость ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев
- Влияние режима рубок ухода на величину отпада в ельниках кисличных
Особенности проведения рубок ухода в еловых и смешанных древо-стоях
Неизменными задачами лесного хозяйства были и остаются сбережение и воспроизводство лесов, сохранение целостности управления лесами как национальным богатством страны, повышение значимости лесной отрасли в экономике и стабилизации окружающей среды.
Леса России – уникальное богатство. Они служат источником получения древесины и разнообразных лесных продуктов, играют важнейшую роль в глобальных процессах регулирования окружающей природной среды, предотвращения потепления климата, сохранения биологического разнообразия на планете. Главная проблема лесного хозяйства – приумножение наших лесных богатств и повышение их продуктивности должна решаться на научной основе в соответствии с разрабатываемыми системами мероприятий. Успехи в решении этой проблемы зависят от того, насколько глубоко и твердо будут усвоены и соблюдены правила ведения лесного хозяйства. Приемы и методы хозяйствования в лесу требуют специальных знаний по биологии леса – жизни лесных насаждений. Огромную роль в решении данных задач играет уход за лесом.
В результате применения в течение 70 лет сплошных концентрированных рубок на месте коренных высокопроизводительных сосняков, ельников формируются менее продуктивные леса. Смена пород и породного состава происходит на площади 45-80%. Общий фон этого явления заключается в следующих путях лесообразования: после сплошных рубок вместо сосняков формируются ельники и смешанные сосняки, после ельников – лиственно-еловые, елово-лиственные насаждения. Повсеместно идет формирование вторичных (антропогенных) лесов. Смена сосняков на ельники в северной подзоне тайги происходит на площади 7-10% площади лесного фонда, в средней – на 25%. Изменилась не только породная и возрастная структура лесов. Но и на 50-60% снизилась их продуктивность, на 30-40 лет увеличился оборот рубки, в целом снизилась биологическая устойчи вость и функции лесных экосистем. Площадь вторичных лесов, в которых можно и нужно проводить рубки ухода, достигла величины соизмеримой с главными рубками.
Ускорить смену породного состава, оптимизировать условия восстановления хвойных, организовать рациональное лесопользование и целевое формирование лесов можно только с помощью рубок ухода, которые можно проводить за исключением типов лесорастительных условий А0-1, А4-5, СD5 (Тихонов, 2002).
Меры ухода за лесом, как правило, направлены на улучшение качества насаждений и на более полное использование их потенциальной продуктивности. Основную роль в решении этих задач играют рубки ухода за лесом – самое сложное лесохозяйственное мероприятие. Сложность объясняется экономическими и технологическими причинами, большой трудоемкостью работ и необходимостью высокой квалификации исполнителей. Поэтому первое в России Наставление к уходу за лесом (1897) позволяло «…осуществлять уход только в таких лесничествах, где администрация приобрела уже достаточный навык» (Сеннов, 2004, 2005). Положение усложняется и разногласиями, которые неизбежны, поскольку теоретическое обоснование рубок ухода связано с такими сложными вопросами биологии, как устойчивость и адаптация экосистемы, особенности взаимоотношений между растениями, механизмы конкуренции, ее оценка и др. А для теоретического обоснования нужны эксперименты большой длительности. Степень механизации ухода за лесом постоянно возрастает, увеличивается и вероятность повреждения оставленного древостоя.
Несмотря на все эти сложности, целесообразность рубок ухода не вызывает сомнений. Без них снижается потенциальная продуктивность лесов, ослабляются их экологические функции, в значительной мере теряют смысл лесокультурные и другие лесохозяйственные работы. Поэтому и доля древесины, полученной при уходе за лесом, является показателем уровня ведения лесного хозяйства.
Рубки ухода за лесом – это периодическое удаление части деревьев из насаждения для формирования его состава и строения, улучшения условий среды и усиления роста оставляемых для выращивания лучших деревьев. Главная задача рубок ухода – формирование высокопродуктивных чистых или смешанных дре-востоев из тех древесных пород, которые к возрасту главной рубки образуют максимальный запас высококачественной древесины. Благодаря рубкам ухода на корню остаются наиболее ценные формы древесных пород, вследствие чего повышается качество древостоя, сокращается период выращивания технически спелой древесины, улучшается санитарное и противопожарное состояние леса и условия для плодоношения деревьев, усиливается устойчивость леса против вредных природных факторов, его водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические и другие полезные свойства, увеличивается размер пользования дополнительного количества древесины и другой продукции.
На протяжении многих лет менялась классификация рубок ухода за лесом. В первом русском Наставлении (1897 г.) упоминаются три вида рубок ухода: прочистки, прореживания и сильные прореживания, которые называли проходными рубками (Сеннов, 2004, 2005). В дальнейшем происходило усложнение номенклатуры.
В настоящее время, в соответствии с Правилами ухода за лесами (2007), различают следующие виды рубок ухода: осветление, прочистки, прореживание и проходные рубки, рубки обновления, рубки переформирования, рубки формирования ландшафтов.
Эти рубки можно условно разделить на главные и специальные. К главным рубкам ухода относятся осветления, прочистки, прореживания и проходные рубки. Каждая из этих рубок проводится в определенном возрасте и преследует определенную цель (Правила ухода за лесами, 2007; Сеннов, 2004, 2005).
Осветления направлены на регулирование густоты, улучшения породного состава и условий роста главной породы в смешанных молодняках. В перегущенных чистых ценных молодняках осветление проводится для усиления их роста и предупреждения снеголома. К осветлениям относится и уход за подростом хвойных и ценных лиственных пород под пологом низкополнотных насаждений для освобождения их от угнетения деревьями второстепенных пород и подлеском.
При прочистках, в молодняках, проводится уход за составом и формой дре 21 востоя. Удаляются не только второстепенные породы, заглушающие главные, но и худшие деревья главных пород. С возраста прочисток определяют целесообразную форму будущего древостоя – простую или сложную, в зависимости от чего верхний ярус изреживают в большей или меньшей степени.
Прореживания проводятся на этапе жердняка, то есть в период наиболее интенсивного роста, дифференциации и отпада, когда проявляются потенциальные возможности роста деревьев, их конкурентоспособность. При прореживаниях осуществляют уход за формой ствола и кроной лучших деревьев. Формирование полнодревесных стволов, происходит при относительно густом стоянии деревьев, поэтому насаждения не должны сильно изреживаться.
Проходные рубки проводят в целях увеличения прироста оставшихся лучших деревьев, а также создания благоприятных условий для возобновления ценных пород. Также проходные рубки могут выполнять задачу уменьшения времени лесовыращивания. Но поскольку на этом возрастном этапе наблюдается падение прироста, то уменьшается интенсивность рубки и ее селекционный эффект.
Прореживание является более трудоемким и менее окупаемым видом рубок, но его значение как меры ухода за запасом (и составом) гораздо больше значения проходной рубки. Проведение проходной рубки имеет смысл в том случае, если прежде было прореживание. Тогда она как бы завершает систему ухода за лесом, улучшает общий результат. В Правилах ухода за лесами (2007) рубки ухода разделены по видам: уход за составом, регулирование густоты, уход за формой ствола и уход за приростом. Если исключить уход за составом смешанного молодняка, то в остальных случаях нет смысла разделять задачи рубок по их видам (Сеннов, 1977, 2004, 2005). О нелепости такого разделения писал и М.Е. Ткаченко (1939, 1952). В любом возрасте производится уход за составом, формой ствола, приростом, запасом.
Методика исследования
Методом рубок ухода называют определенный порядок отбора деревьев на выращивание и в рубку в соответствии с их биологическими и качественными признаками и в зависимости от размещения отбираемых деревьев в пологе древо 25 стоя и по площади участка леса.
Долгое время в России не существовало единого мнения о том, что же следует понимать под методом рубок ухода. Так, Г.Ф. Морозов (1928, 1949) всегда ставил знак равенства между такими понятиями, как способы и методы рубок ухода, М.Е. Ткаченко (1939, 1952) называл все виды ухода за лесом способами, В.Г. Нестеров (1954) – методами, а П.С. Погребняк (1963) – методами и принципами. В 1962 г. М.В. Колпиков предложил выделять два метода рубок ухода: верховой и низовой, а остальные считать лишь их вариантами. Это деление сохранилось и по настоящее время. Сегодня на практике применяют два основных метода рубок ухода – низовой и верховой.
Низовой метод – удаление, главным образом, угнетенных деревьев и сравнительно небольшого количества крупных. Считается, что это самый старый метод рубок ухода, который был предложен Гартингом в начале XIX в., так называемый старонемецкий низовой метод, когда удалялись только угнетенные деревья IV и V классов Крафта. Однако В.Г. Нестеров (1954) категорически был не согласен с утверждением, что низовой метод рубок ухода по происхождению является немецким или старонемецким. В.Г. Нестеров утверждал, что низовой метод рубок ухода в большей мере может быть назван русским, так как зародился и широко применялся в нашей стране еще в XVIII в. Он прост в исполнении. Процесс естественного отбора деревьев сопровождается вымиранием более слабых растений, в связи с этим стремились вырубить слабые деревья до их естественного отмирания. При вырубке удаляют наименее рослые деревья, которые составляют нижнюю часть древесного полога. Удаление низких деревьев и получило название низового метода. В результате получаем одноярусное простое насаждение. Положительные стороны этого метода – использование для хозяйственных надобностей тех деревьев, которые могли бы отмереть без пользы для народного хозяйства; предварительная уборка части деревьев расширяет жизненное пространство для оставляемых крупных деревьев I-II-III класса роста Крафта. Недостатки данного метода в том, что при этом методе пассивно следуют за указаниями природы, она наметила в составе деревьев лучшие, наиболее крупные и сильные эк 26 земпляры для жизни, и мы их оставляем на корню. Другие деревья природа обрекла на вымирание, и мы их удаляем. Таким образом, мы лишь несколько ускоряем естественный природный процесс. Имеется 3 варианта низового метода: 1) Слабое изреживание – удаляют деревья 5-го класса роста. 2) Среднее изреживание – удаляют деревья 5-го и 4б классов роста. 3) Сильное изреживание – удаляют деревья 5-го и 4а классов роста. При низовом методе к рубкам приступают после того как в древостое резко проявится дифференциация деревьев. Применяется в чистых насаждениях. Сохраняется горизонтальная сомкнутость.
Разреживание насаждений при каждом приеме рубки должно производиться за счет выборки деревьев фаутных, поврежденных и низших классов роста, которые не оказывают существенного влияния на увеличения запаса лесов. Низовые рубки должны, с одной стороны, улучшать качество выращиваемых древостоев (Полончук, 1984), а, с другой, сохранять их экологические и средообразующие функции. По результатам исследований некоторых ученых рубки ухода способствуют более интенсивному аккумулированию углерода в этих насаждениях (Сен-нов, 1998; Стаканов, 2003; Griazkin, 2012).
Верховой метод представляет собой прямую противоположность низовому методу. При нем удаляют преимущественно крупные деревья и оставляют угнетенные или экземпляры второго яруса. Применяют в смешанном лесу, где в верхнем пологе могут оказаться деревья нежелательной породы или плохой формы: c развилками, сучковатые, многовершинные, двойчатки.
Использование верхового метода в чистых хвойных древостоях оказалось нецелесообразным. Оно приводит к ухудшению санитарного состояния древосто-ев и качества древесины (Георгиевский, 1948, 1957, 1962; Давыдов, 1971; Сеннов 1977, 1981; Эйтинген, 1934).
При верховом методе удаляют деревья из верхнего полога. Верховой метод раньше иногда назывался французским, так как широко использовался, как метод ухода за дубом во Франции (Нестеров, 1954). В нашей стране верховой метод сложился при выращивании дуба в Тульских засеках. Этот метод представляет собой более активное вмешательство человека в жизнь леса. При этом методе наперекор природе удаляется часть господствующих деревьев и оставляется часть относительно слабых деревьев главной породы. При верховом методе сохраняются деревья почти всех размеров, и образуется многоярусный древостой с вертикальной сомкнутостью крон. При этом методе получают значительное количество крупномерных сортиментов.
Различия между низовым и верховым методами хорошо видели такие ученые-лесоводы, как С.Н. Сеннов (2001), Г.Ф. Морозов (1928, 1949), М.Е. Ткаченко (1939, 1952), В.Г. Нестеров (1954). С.Н. Сеннов, Г.Ф. Морозов, М.Е. Ткаченко отмечали, что при верховом прореживании формируется двухъярусный или многоярусный древостой, а при всех степенях изреживания по низовому способу образуется фактически одноярусный полог, с относительно малыми отклонениями в высоту отдельных деревьев древостоя. В.Г. Нестеров считал, что горизонтальный и вертикальный тип сомкнутостей не только составляют характерную черту того или иного метода, но и свойственен самой породе. Так, для сосняков характерна и эффективна горизонтальная сомкнутость, и в них уместен низовой метод ухода, для дубрав специфична и необходима вертикальная, ступенчатая сомкнутость и в них наиболее целесообразен верховой метод ухода.
Совмещает принципы низового и верхового методов и предусматривает формирование ступенчатой сомкнутости древесного полога, когда все деревья хорошо освещены, так называемый, комбинированный метод рубок ухода, занимающий промежуточное положение между верховым и низовым. При вырубке удаляют деревья любой породы и любого размера, если они заглушают главную породу, а из главной породы – худшие экземпляры. Этот метод рубок ухода был предложен А.Ф. Рудским, а в 1927-1928 гг. на практике применен Л.И. Яшновым и М.В. Колпиковым. В России он был законодательно закреплен Наставлениями по рубкам ухода в лесах Европейской части России от 29.12.93 г.
Комбинированный метод ухода за лесом характеризуется сочетанием признаков низового и верхового методов, выделяемых по принципам отбора деревьев на выращивание и в рубку из различных частей полога (а также ярусов и поколений). В его основу положена приведенная классификация деревьев, согласно которой лучшие и. вспомогательные (полезные) деревья, находящиеся в любой части полога (в любом ярусе), оставляются для дальнейшего выращивания, а нежелательные (подлежащие рубке) также находящиеся в любой части насаждения, удаляются. В зависимости от состава, структуры, строения насаждений, возраста и биологических особенностей древесных пород, а также целевой установки рубок ухода отбор деревьев на выращивание и в рубку может осуществляться преимущественно из различных частей полога (разных ярусов и поколений). В чистых хвойных насаждениях из светолюбивых пород отбор деревьев на выращивание ведется преимущественно из верхней части полога, а в рубку – из нижней. В смешанных хвойно-лиственных насаждениях, где хвойные отстают в росте по высоте от мягколиственных, в рубку отбираются в первую очередь деревья мягколист-венных пород из верхней части полога. Отбор деревьев производится по отдельным группам, в которых, прежде всего, отбираются лучшие деревья, затем по отношению к ним намечаются вспомогательные (полезные) и, наконец, подлежащие рубке.
Ярым противником комбинированного метода был М.Е. Ткаченко (1939). Как писал М.Е. Ткаченко, к сожалению, до последнего времени некоторые лесоводы выделяют в качестве самостоятельного так называемый «комбинированный способ рубок ухода». М.Е. Ткаченко считал, что в любом случае имеет место такая комбинация: при низовом частично приходится удалять крупные деревья, а при верховом – мелкие. Сомневался в эффективности комбинированного метода рубок ухода и А.И. Асосков (1939).
Однако комбинированный метод сулил заманчивые перспективы для лесного хозяйства и привлек в начале многих исследователей (Шустов, 1933; Жилкин, 1941).
Сторонником комбинированного метода рубок ухода был и Г.Р. Эйтинген (1962). В его основу Г.Р. Эйтинген положил датский метод ухода и идеи Гергард-та. Г.Р. Эйтинген считал, что комбинированный метод, которой был по своему существу очень близким к верховому методу рубок ухода, увеличивает общую производительность. Он подчеркивал, что увеличение поступления количества света и влаги к оставшимся на доращивание деревьям должно обеспечить их наибольший прирост, а вместе с тем и повысить их производительность.
Кроме того, Г.Р. Эйтинген считал, что возможен переход деревьев из низших классов в высшие. Поэтому он предлагал при проведении ухода оставлять для выращивания в качестве главных стволов и деревья подчиненной части насаждения вне зависимости от их класса господства. Бесперспективность ухода за деревьями «будущего» доказали и исследования, проведенные в нашей стране, поскольку генотипическая обусловленность в развитии деревьев, корректируемая напряженностью ценотических отношений в древостое, делает трудно осуществимой задачу «угадывания» таких деревьев (Сеннов, 1984, 1993). Длительные наблюдения за динамикой перехода деревьев из ранга в ранг подтверждают этот факт (Сеннов, 1977; Маслаков, 1980, 1984).
Н.П. Георгиевский 1938 г. исследовал пробные площади, заложенные Г.Р.Эйтингеном в 1931 г., для того, чтобы сравнить комбинированный метод рубок ухода с низовым. Исследования показали, что в чистых сосняках применение комбинированного метода с оставлением в древостое части угнетенных деревьев и вырубкой значительной части господствующих ведет при неблагоприятных метеорологических условиях (сильные ветры, снегопады, ожеледи) к увеличению отпада. Возлагаемые на комбинированный метод надежды в отношении перехода деревьев из низших классов в высшие мало оправдываются. Большая часть оставляемых угнетенных деревьев понижает свой класс. Было установлено, что комбинированный метод ухода в отношении размеров прироста насаждения не имеет преимуществ перед низовым (Георгиевский, 1948, 1957, 1962).
Влияние режима рубок ухода на устойчивость ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев
Проанализируем данные табл. 3.7-3.8 и рис. 3.9-3.12. На ПП 1 и ПП 7 максимальное увеличение продуктивности как в целом по древостою, так и в еловой его части наблюдается после рубок ухода очень сильной интенсивности. На ПП 2 – после средних по интенсивности рубок ухода, а на ПП 6, напротив, максимальная продуктивность видна после средних рубок ухода.
Влияние рубок ухода разной интенсивности на средние таксационные показатели ельников кисличных, сформированных из смешанных березово-еловых древостоев При оценке влияния рубок ухода разной интенсивности на формирование высокопродуктивных еловых древостоев большое значение имеют средние таксационные показатели (табл.3.9-3.12, приложение 3) (Ищук, 2011; Ищук, Беляева, Матвеева, 2013). Анализ табл. 3.9-3.12 показывает, что рубки ухода за лесом независимо от их интенсивности повышают средние таксационные показатели (диаметр, высоту, запас и сумма площадей сечений) как древостоя в целом, так и еловой части на 25-30% по сравнению с контрольным участком при условии полного удаления лиственных пород (серия ПП 1, ПП 2С и ПП 7D).
Наиболее высокие средние таксационные показатели по отношению к контрольным зафиксированы на объектах рубок ухода очень сильной интенсивности. На остальных объектах, где береза и осина не были удалены, показатели оказались либо равными контрольным, либо даже меньше их. При этом, чем больше оказалась доля лиственных пород в древостое, тем хуже их таксационные показатели (серия ПП 6, ПП 2В, 2D).
Анализируя данные табл. 3.13, видно, что на объектах рубок ухода изменения таксационных показателей на конец периода наблюдения выше, чем на контрольных участках (ПП 1А, 2А, 6А, 7А). При этом показатели запаса на контроле практически не изменились по сравнению с началом опыта, а сумма площадей сечений вообще уменьшилась, что связано с естественным изреживанием древостоя в процессе роста в результате конкуренции. Рубки ухода за лесом снижали внутривидовую конкуренцию, что и способствовало увеличение таксационных показателей на конец периода наблюдений, в том числе запаса и суммы площадей сечений. Наибольшее увеличение таксационных показателей на конец периода наблюдений отмечается на объектах средних и сильных (очень сильных) рубок (ПП 1С, ПП 1D, ПП 1Е, ПП 2С, ПП 6D2, ПП 7D).
ПП На начало периода наблю дений На конец периода наблюдений Изменение, % На начало периода наблюдений На конец периода наблюдений Изменение, % На начало периода наблюдений На конец периода наблюдений Изменение, % На начало периода наблюдений На конец периода наблюдений Изменение, %
Древостой – основной компонент фитоценоза. Выполняя транспорт, накопление и распределение ресурсов, он регулирует и стабилизирует биокруговорот элементов питания в лесном биогеоценозе. Появление свободных ресурсов, вызванное рубками ухода или комплексным уходом за лесом, вызывает с его стороны ответную реакцию. Эта реакция направлена на возможно скорейшее связывание свободных ресурсов и вовлечение их в систему биокруговорота. Динамические процессы, протекающие в древостое, неизменно вызывают ответную реакцию и со стороны других компонентов фитоценоза. По характеру восстановительной реакции можно достаточно объективно судить о скорости адаптации и степени устойчивости к внешнему воздействию, как древостоя, так и фитоценоза в целом (Мельников, 1999; Беляева, 2006).
Познать действие механизмов, контролирующих устойчивость и продуктивность лесных фитоценозов, позволяет изучение формирования и динамики текущего прироста древостоя, пройденного рубками ухода разной интенсивности (табл.3.14-3.17, приложение 3) (Беляева, Данилов, Ищук, 2010; Ищук, Беляева, 2011).
Рубки ухода и в ельниках (ПП 1В, 1С, 1D, 1Е, 2В, 2С, 2D, 6В, 6D1, 6D2, 7D), и в смешанных древостоях (ПП 1А, 2А, 6А, 7А) вызывают изменение экологического режима. В результате, во-первых, происходят структурные изменения в древостое: уменьшается число деревьев, изменяется соотношение между кроновой, подземной и стволовой фитомассой древостоя в пользу первых двух, и происходит перераспределение прироста между деревьями разных ранговых групп. Во-вторых, вследствие снижения конкуренции со стороны древостоя разрастается живой напочвенный покров. И, в-третьих, осуществляется резервирование части высвободившихся почвенных ресурсов в ризосфере (Бане-ва, 1985; Люлькович, 2005; Мельников, 1999).
Эти изменения отражаются на продуктивности разреженного древостоя. Проанализируем рис. 3.13-3.20. При проведении ухода в еловых древостоях в возрасте 40 лет (рубки ухода 1929 г.) независимо от интенсивности рубки в первые 5 лет происходит снижение текущего прироста по еловой части ниже контрольного уровня на ПП 1С, D и Е; на 1В, наоборот, наблюдается увеличение текущего прироста по отношению к контролю. Кроме того, полученные данные указывают на то, что при повторяемости рубок ухода и через 5 лет (ПП 1В: рубка 1934, 1939 гг.), и через 10 лет (ПП 1С и 1D: рубка 1939 г.) величина текущего прироста на указанных объектах превышает контроль до 1950 г., т.е. в течение 20 лет.
Особое внимание следует обратить на ПП 1Е (объект с рубками ухода очень сильной интенсивности), где величина текущего прироста превышает контрольное значение в течение 25 лет. Дальнейший анализ рис. 3.13-3.14 показывает, что при проведении следующего приема рубок ухода в возрасте древостоя 75-80 лет (рубки ухода 1970 г.) текущий прирост восстанавливается на ПП 1В (слабые рубки) только через 20 лет, а на остальных опытных участках (ПП 1С, 1D, 1Е) через 15 лет. При этом на объектах 1С и 1D наблюдается то повышение величины текущего прироста, то его понижение по сравнению с контрольным вариантом. По-видимому, данное явление можно объяснить влиянием погодных условий на рост древостоев, о чем свидетельствуют и другие исследования (Беляева, 2006), но что требует дальнейшего изучения.
Влияние режима рубок ухода на величину отпада в ельниках кисличных
Следует отметить, что показатели коэффициентов асимметрии и эксцесса в распределении деревьев по ступеням толщины на данных опытных объектах указывают на необходимость своевременного изреживания лиственного полога. На объектах без ухода показатель положительной асимметрии указывает на ослабление березового яруса к внешним воздействиям. Обострение межвидовых отношений приводит к снижению производительности хвойного яруса и более мелкой товарной структуре его древесины. В производительных условиях произрастания только минимальное участие лиственных пород (не более 1 единицы в составе древостоя) позволяет свести к минимуму межвидовую конкуренцию. Таким образом, до возраста сплошной рубки (81-101 год) необходимо удалить лиственный полог из смешанного лиственно-хвойного насаждения.
Обобщая полученные результаты по межвидовым конкурентным взаимодействиям хвойных и лиственных пород, необходимо отметить некоторые закономерности этого процесса. Как отмечалось С.Н. Сенновым (2008), Е.С. Мельниковым и Н.В. Беляевой (2008), эксперименты с разными вариантами и режимами рубок ухода, а также комплексного ухода за лесом показали, что наиболее заметно последствия межвидовой конкуренции проявляются в лиственно-еловых двухъярусных древостоях, в несколько меньшей степени – в сосново-еловых насаждениях. Разреживание верхнего яруса умеренной и даже сильной интенсивности лишь на время ослабляет межвидовую конкуренцию. По мере смыкания полога и восстановления полноты древостоя конкуренция между ярусами вновь усиливается, верхний ярус начинает заметно угнетать нижний. Азотные удобрения, даже если они применяются в системе комплексного ухода, как правило, перехватываются деревьями доминирующего яруса с последующим усилением с их стороны конкурентного давления на нижний ярус (Мельников,1999). В березово-еловых древостоях, не пройденных уходами за лесом, происходит минимизация конкуренции за место произрастания к возрасту спелости ели в результате само-изреживания лиственного яруса. Кривые распределения стволов по ступеням толщины у березы смещаются правее, а у ели становятся более растянуты и охватывают большее количество ступеней. Тем самым экологические ниши роста уплотняются до предельной возможности места произрастания. Однако это происходит на фоне усиленного отпада березы и тем самым снижения общей производительности всего насаждения в конечном итоге к возрасту сплошной рубки. В насаждениях, пройденными рубками ухода разной интенсивности, оставшиеся более крупные деревья березы конкурируют с еловым ярусом за место произрастания в возрасте сплошной рубки ели (81-90 лет), однако в дальнейшем в результате отпада в силу возрастных причин, минимизируют свое воздействие на нее.
Взаимоотношения между породами после рубок ухода, как в смешанных лиственно-хвойных, так и в только хвойных фитоценозах могут иметь разнона-правленность в динамике их дальнейшего роста. В зависимости от методов отбора деревьев в рубку и изреживания ярусов можно как снизить конкуренцию в насаждении, так и обострить ее. По-видимому, изреживая яруса, необходимо перенаправлять дополнительный прирост на целевую породу так, чтобы ее средний диаметр в насаждении был выше яруса сопутствующей породы. Если повышать средний диаметр у обеих пород, то можно обострить межвидовые отношения между ними. Стоит также не забывать о разной биологии пород, и, следовательно, разного возраста спелости у лиственных и хвойных пород. При целевом выращивании сосны необходимо вовремя изреживать еловый ярус и не давать увеличиваться доле березы в составе насаждения в более производительных типах леса. Стоит опять отметить, что, изреживая тот или иной хвойный ярус, надо перераспределять прирост на его более крупные деревья в зависимости от выращивания целевой породы.
Лесной смешанный древесный фитоценоз – система до известной степени устойчивая и на всякое вмешательство в свой жизненный цикл отвечает стабилизацией своего состояния. Однако при этом с лесохозяйственной точки зрения, проводя те или иные уходы за смешанными насаждениями, необходимо своевременно предотвращать отпад в результате конкурентных взаимоотношений в ярусах слагающих такие древостои.
Хотя показатели асимметрии и эксцесса рядов распределения наглядно характеризуют усиление и ослабление конкурентных взаимоотношений в древостое, но силу происходящих взаимодействий между породами количественно не выражают. Рассматривая многолетнюю динамику межвидовых взаимоотношений в смешанных древостоях кисличного типа леса и определяя степень этих взаимоотношений с помощью показателя меры плотности упаковки вида (по Мак-Артуру), можно отметить, что с помощью него довольно достоверно определяется межвидовая конкуренция древесных видов. Если в лесоводственных исследованиях ранее конкуренция между породами определялась по наличному отпаду в насаждении в ярусах, слагающих этот фитоценоз, то используя эту меру определения конкурентных взаимоотношений между древесными ярусами, можно заранее прогнозировать направленность усиления отпада в том или ином ярусе, в результате дальнейшего их роста, как с различными видами ухода, так и без уходов.
Таким образом, не дожидаясь усиления отпада стволов, можно своевременно их изымать с учетом конкуренции между породами в динамике их роста.
Анализ полученных данных по результатам исследования показывает, что в смешанных лиственно-хвойных древостоях на ПП 1А и ПП 7А к настоящему времени произошло снижение взаимной конкуренции между породами, на что указывают показатели меры плотности упаковки вида, как березы, так и ели. Яруса пород заняли свои экологические ниши в ценозе и продолжают совместный рост. Стоит отметить, что березовый ярус, являясь более старшим по отношению к ели и в силу своей биологии роста не может в данном возрасте (100-110 лет) оказывать сильное воздействие на еловый ярус (табл. 4.2, 4.3) (Данилов, Ищук, 2014).
Если в начале опыта обострение конкуренции между породами происходило за площадь питания и световые ресурсы, то в дальнейшем при расхождении по экологическим нишам она стала снижаться. Конкуренция в данном возрасте может происходить, по-видимому, только за свет, так как корневые системы березы и ели освоили разные горизонты почвы: береза – более глубокие слои, а ель – верхние горизонты. Однако преобладает преимущество березовый ярус, так как его средний диаметр выше, чем у елового яруса.
