Содержание к диссертации
Введение
1. История ведения хозяйства, способы рубок и возобновления в сосняках 9
2. Природные условия района исследования 36
2.1. Физико-географическая и климатическая характеристика 36
2.2. Динамика климатических и метеорологических процессов 39
2.3. Почвы, типы и ассоциации сосновых лесов 40
3. Программа, методика и объекты исследований, объём выполненных работ 46
3.1. Программа и основные положения методики исследования 46
3.2, Методика исследования по отдельным вопросам, объекты и объем выполненных работ 47
4. Состояние и структура сосняков 50
4.1. Хозяйственно-типологическая характеристика насаждений 50
4.2. Лесоїюдствспно-таксационпая и пространственная характеристика насаждений разных лееохозяйственных категорий 55
5. Обоснование и результаты применения системы выборочных рубок и возобновления 79
6. Возобновление сосны при выполнении куртинно-котловинно-выборочной системы рубок возобновления и ухода 100
6.1. Состояние самосева сосны 100
6.2 Состояние полроста сосны 110
6.3. Экспресс-опенка состояния полроста и древостоя при проведении системы куртннно-котловшшо-иыборочных рубок возобновления и ухода 125
6.4. Особенности лесовосстановления при куртинно-котловшшо-выборочной системе рубок возобновления в сосняках сложных типов леса 128
Выводы 135
Список литературы 138
Приложения 160
- История ведения хозяйства, способы рубок и возобновления в сосняках
- Динамика климатических и метеорологических процессов
- Методика исследования по отдельным вопросам, объекты и объем выполненных работ
- Обоснование и результаты применения системы выборочных рубок и возобновления
Введение к работе
Актуальность темы. Более 100 лет назад проф. В.Я. Добровлянский (1888), называя сосну русским национальным деревом, а по значению и занимаемой площади -деревом настоящего, с огорчением констатировал: «Однако факты заставляют бояться, чтобы её в скором времени не пришлось считать деревом прошедшего». Позднее П.Ф. Морозов (1909) вопрос возобновления сосны называл «больным вопросом», а причину видел в шаблонности лесохозяйственной действительности.
С тех пор и до настоящего времени в лесоводственной литературе вообще и для региона исследования в частности вопрос о возобновлении сосны остается не решенным и по тем же причинам.
Республика Татарстан относится к малолесным регионам. Лесистость составляет всего 17%. Сосновые леса в Республике.занимают 182 тыс. га, из которых 105,4 тыс. га, или 58%, сосредоточено в лесах I группы. На стыке двух зон -лесной и лесостепной сформировалась своеобразная подзона смешанных хвойно-широколиственных лесов, в которой сосновые леса представлены главным образом сложными борами. Они остаются слабо изученными и, прежде всего, сточки зрения обоснования способов и технологий ведения хозяйства в них. Существующие положения и наставления, не исключая и последних «Наставлений, по рубкам ухода...» (1994), не всегда регламентируют способы и технологии ведения хозяйства с учетом современного состояния лесов отдельных регионов.
Более того, в целом по России нашими видными учеными академиком НА. Моисеевым и B.C. Чуенковым (2003) остро ставится вопрос о необходимости корректировки классификации лесов и режима пользования в них, особенно лесов I группы и указывается, что нормативное обеспечение должно базироваться на региональных правилах рубок и возобновления.
Данная диссертационная работа посвящена одному из таких актуальнейших в настоящее время вопросов - лесоводственно-экологическому обоснованию способов рубок и возобновления в сосновых лесах I группы рекреационного значения.
Цель и задачи исследований, Цель диссертационной работы заключалась в исследовании современного состояния сосняков в рекреационных лесах для лесо-водственно-экологического обоснования новых ресурсосберегающих способов и технологий ведения хозяйства в них. Поставленная цель реализовывалась решением следующих задач:
- выявление лесохозяйственной неоднородности сосновых насаждений;
- расшифровка внутренней пространственной, возрастной и селекционной структуры насаждений и влияние ее
На ПРОДУКТИ идртть и угтпичи
09 1Mt/W?Ug_t
- выполнение разных способов и вариантов рубок возобновления, дифференцированных с учетом выявленной внутренней неоднородности насаждений;
исследование процесса лесовозобновления в результате применения разных способов рубок и возобновительных мер.
Научная новизна работы. Выявлены и изучены основные лесохозяйствен-ные категории насаждений сосны и некоторых производных насаждений в районе исследования. Расшифрована их внутренняя микроценотическая пространственная, возрастная и селекционная структура и использована как основа для дифференцирования лесохозяйственных мероприятий внутри насаждения. В зависимости от внутренней структуры насаждения применены разные способы и технологии рубок и возобновительных мер, им дана лесоводственно-экологическая оценка.
Практическая значимость результатов исследования Результаты исследований состояния сосняков в рекреационных лесах и внутренней структуры их насаждений доказывают необходимость и дают основание для практического перехода к выборочной системе ведения хозяйства в этой категории лесов.
Они позволяют рекомендовать как лесоводственную систему разные способы выборочных рубок и возобновления при практическом решении целей и задач рубок ухода, предусмотренных «Наставлением...» 1994 г., в частности, таких как рубки обновления.
Полученные результаты позволяют в практике ведения хозяйства в сосняках рекреационных лесов дифференцировать способы и технологии рубок и возобновительных мер в зависимости от структуры насаждений и внутри каждого конкретного насаждения.
Положения, выдвигаемые на защиту:
- лесохозяйственные категории насаждений коренных типов сосняков;
внутренняя микроценотическая структура основных лесохозяйственных категорий насаждений сосны;
способы и технологии ресурсосберегающей системы рубок и возобновления в сосняках рекреационного назначения;
результаты исследования возобновления сосны при разных способах рубок и возобновления и их лесоводственно-экологическая оценка.
Внедрение результатов работы. Основные положения и результаты вошли в «Рекомендации (руководство) по ведению хозяйства в сосняках Республики Татарстан» (2003), которые утверждены и изданы Министерством экологии и природных ресурсов Республики Татарстан. Объем внедрения по Пригородному лесхозу составляет 650 га.
Личное участие автора Работа выполнена на Татарской лесной опытной станции ВНИИЛМа. Основной материал собран на объектах, заложенных ТатЛОС с участием автора при проработке темы «Разработка способов омоложения перестойных лесов зелёных зон городов Республики Татарстан», выполняемой на хоздоговорной основе с МЛХ РТ с 1991 по 1995 гг. Автором изучена литература, составлена программа и методика исследований, собран, обработан и проанализирован большой экспериментальный материал.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на международных конференциях «Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы» (Москва, 1996) и «Проблемы динамической типологии и экологии деградированных и преобразованных лесов» (Брянск, 1996); на научно-практических конференциях «Пути повышения эффективности лесного хозяйства.и роль лесов в оздоровлении окружающей среды Республики Татарстан» (Казань-Лубяны, 1998), «Современные проблемы учёта и рационального использования лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1998), «Современные проблемы создания молодых лесов в Среднем Поволжье» (Йошкар-Ола, 1999) и «Экологические основы рационального лесопользования» (Йошкар-Ола, 2002); на международной научной конференции «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов (Казань, 2003); на расширенном заседании научно-технического совета ТатЛОС ВНИИЛМа (Казань, 2003).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и приложения. Общий объём работы 159 страниц машинописного текста, в том числе 17 таблиц, 27 рисунков, в т.ч. 15 фотографий. Список литературы включает 216 наименований, из них 12 на иностранных языках.
1. ИСТОРИЯ ВЕДЕНИЯ ХОЗЯЙСТВА, СПОСОБЫ РУБОК И ВОЗОБНОВЛЕНИЯ В СОСНЯКАХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Рассматривается история ведения хозяйства в сосняках, способы рубок и возобновления, начиная с конца 19 века с основательных работ классиков лесоводства (Кнорре, 1881; Андерсон, 1886; Керн, 1886; Генко, Турский, 1880; Добро-влянский, 1888; Онихимовский, 1889; Огиевский, 1898; Рудовиц, 1905; Алехин, 1909; Морозов, 1909, 1912, 1927, 1930; Желтолапов, 1912; Тольский, 1912; Данилевский, 1914; Шабак, 1914; Родде, 1915; Кузнецов, 1916, 1918; Яшнов, 1916, 1932; и др.) и до настоящего времени анализируется литература по возобновле-
нию сосны и опыту применения разных способов несплошных рубок, в т.ч. и на основе механизации, их лесоводственно-экономической оценки, по способам организации хозяйства в сосняках в связи с назначением лесов и типами насаждений (Морозов, 1909, 1927; Орлов, 1983; Басов, 1939; Ткаченко, 1939; Морохин, 1940; Тимофеев, 1940; Декатов, 1961, 1962, 1964; Анучин, 1962; Атрохин, 1964; Побединский, 1963, 1965, 1973; Кищенко и др., 1964, 1969; Солнцев, 1965; Кожевников и др., 1965; Дядицин, 1966; Мелехов, 1966; Дерябин и др., 1967; Сакс, 1967; Майоров, 1967; Данилик, 1968; Моисеев и др., 1968; Рысин, 1968; Кайрюкштис, Юодвалькис, 1969; Оскретков, 1970; Столяров и др., 1971; Бурхин, 1974; Невзоров, 1974; Зябченко, 1970, 1975, 1984; Краснобаева, Мурзов, 1976; Акаемова, 1977; Габеев, 1977; Набатов, 1977, 1980; Писаренко, 1977; Санников, Санникова, 1985; Тихонов, Зябченко, 1990; Хайретдинов, 1990; Лобсанов, Буданов, 1991; Синицын, 1994; Краснобаева, 2001; Аглиуллин, Лоскутов, 2002; Габдрахманов, 2002; Успенский, 2002; Моисеев, Чуенков, 2003; и др.).
Из анализа литературных источников сделаны следующие выводы. В сосновых лесах зеленомошной группы типов леса разных зон и регионов сосна успешно возобновляется естественным путем, как под пологом, так и при несплошных рубках, но естественному возобновлению сосны уделяется крайне мало внимания. Несмотря на изученность сосновых лесов, вопросы ведения хозяйства в них остаются спорными и недостаточно разработанными, особенно в лесах малолесных регионов с многоцелевым назначением лесов, имеющих высокое защитное, водоохранное и рекреационное значение.
Своеобразие природных условий Республики Татарстан и непосредственно района исследования определяют следующие факторы: рубеж двух природных зон с четко выраженным циклическим характером климата, особенно такого его элемента как засухи; встреча сибирской, европейской и степной флоры, т.е. тем-нохвойных и широколиственных лесов на климатическом рубеже трёх лесообра-зующих пород (ели, пихты, дуба); рассечённость территории долинами крупнейших рек (Волги, Камы, Вятки и их притоков), а в связи с этим* и многообразие форм рельефа; богатство и разнообразие почв. Занимая террасы рек Волги, Камы, Вятки и их притоков, сосновые леса образуют своеобразную полосу- подзону водоохранного значения.
Физико-географическая и климатическая характеристика района приводится по «Физико-географическому районированию Среднего Поволжья» (под ред. А.В.Ступишина, 1964) и «Климату Среднего Поволжья» (Колобов, 1968), а лесо-растительная - по ботанико-географическому и геоботаническому районированию (Марков, 1948; Грибова, Исаченко, Лавренко, 1980) и лесорастительному районированию (Рекомендации по ведению лесного хозяйства ТАССР, 1985).
Приведены результаты анализа метеорологических данных по станции «Казань-опорная» за весь период наблюдений (1926-1998 гг.).
Почвы и типы сосновых лесов хвойно-широколиственной подзоны описаны на основе достаточно подробных исследований (Гордягин, 1882; Коржинский, 1887; Тюрин, 1922, 1933; Шендриков, 1934; Жилкин, 1928; Марков, 1948; Соколов, 1947; Васильева, 1947; Гришин, 1956; Винокуров, Гришин, 1962; Газизуллин, Хасаншин, 1986; Газизуллин, Сабиров, 1997; Газизуллин, Мусин, 2003).
Для реализации целей и задач исследования поставлены следующие программные вопросы:
- анализ материалов лесоустройства и литературных источников, отражающих
природные условия, состояние лесов и ведение хозяйства в них непосредственно
в районе исследования;
рекогносцировочные обследования с выделением разных категорий насаждений, подбор и закладка стационарных опытных объектов;
комплексное исследование состояния насаждений на заложенных стационарных объектах и пробных площадях: селекционной, возрастной и пространственной структуры, продуктивности древостоев, состояния возобновления;
обоснование и проведение разных вариантов и способов рубок и возобновительных мер в насаждениях разных типов леса, категорий и структуры;
исследование состояния возобновления после выполнения системы мероприятий при разных способах рубок и их сравнительная лесоводственно-экологическая оценка.
Методика исследования базируется на классическом лесоводстве Г.Ф. Морозова (Морозов, 1909, 1912, 1927, 1930 и др.) и М.М. Орлова (Орлов, 1983), на фундаментальных трудах В.Н.Сукачева (Сукачев, 1930, 1957, 1972), Г.П. Мотови-лова (Мотовилов, 1955), А.В. Побединского (Побединский, 1965, 1966, 1973), И.С. Мелехова (Мелехов, 1966), А.И. Писаренко (Писаренко, 1977), В.И. Обыден-никова (Обыденников, 1977, 1995, 2002) и системном подходе К.В. Краснобаевой (2001).
Основные положения системы К.В. Краснобаевой заключаются в следующем: переход к выборочной форме ведения хозяйства; участковый способ лесоустройства; выделение лесохозяйственных категорий (ЛХК) насаждений с расшифровкой их внутренней структуры по микроценозам (МКЦ); дифференцирование лесоводственных мероприятий по МКЦ; рубки главного и промежуточного пользования и возобновление леса объединены в единый комплекс мер, а вся система - в одно понятие «куртинно-котловинно-выборочных (ККВ) рубок возобновления и ухода»; система осуществляется приёмами в соответствии со стадия-
ми роста и развития древостоев; селекционная основа обязательна на всех этапах исследования и ведения хозяйства.
При изучении состояния насаждений применен метод постоянных пробных площадей. Пробные площади закладывали по принятой в лесоустройстве методике (ОСТ 56-69-83). Основные таксационные показатели получены на основе сплошного перечета деревьев на пробных площадях размером 0,5-1,0 га и измерения модельных и учетных деревьев. Подрост и подлесок под пологом обследованы на каждом участке с закладкой 20-30 временных учетных площадок размером 2x5 м, заложенных по двум диагоналям методом случайной выборки. Перечет подроста и подлеска на площадках проведен по породам и классам высот. Живой напочвенный покров характеризовался глазомерно по проективному покрытию и встречаемости видов по шкале Друде (Сукачев, 1930).
Пространственная структура исследовалась методом крупномасштабного (1:2000) картирования с выделением микроценозов. Селекционная оценка насаждений проводилась по методике К.В.Краснобаевой (Краснобаева, 1986), согласно которой все деревья при перечете разделяли на четыре селекционные категории: плюсовые, нормально-лучшие, нормальные и минусовые. Деревья первых двух категорий составляют генетико-селекционную основу насаждения, называются семенными, особо оформляются в натуре и являются объектом ухода, а минусовые - объектом рубки. Комплексная оценка жизненного состояния древостоя по элементам леса и подроста давалась по шкале категорий состояния леса (Санитарные правила..., 1992).
Возобновление сосны после применения системы рубок и возобновительных мер изучали путем сплошного подсчета самосева на постоянных учетных площадках размером 15-20 м2, заложенных по 25-30 шт. в каждом варианте опыта методом случайной выборки. Показатели роста самосева получены измерением 50-60 особей каждого возраста в каждом варианте опыта. Результаты обработаны методом вариационной статистики.
Объектами исследования выбраны два массива-популяции: «Казанский бор» и «Матюшинский бор». В процессе исследования заложено 36 стационарных опытных объектов общей площадью 174 га и 40 постоянных пробных площадей в них общей площадью 23 га. Обмерено и описано при перечетах около 15 тыс. деревьев. Вся площадь опытных объектов закартирована с выделением более 100 структурных элементов - МКЦ, для которых отдельно дана таксационная характеристика. Заложено 650 учетных площадок при обследовании подроста под пологом. Отобрано и оформлено в натуре, описано и обмерено 1,6 тыс. семенных деревьев.
На всех объектах выполнена система ККВ рубок возобновления и ухода и исследовано состояние возобновления сосны, при котором заложено более 1,5 тыс. постоянных учётных площадок, взято и обмерено около Т тыс. образцов самосева и подроста.
История ведения хозяйства, способы рубок и возобновления в сосняках
История ведения лесного хозяйства в сосняках наиболее полно освещена в фундаментальных работах Г.Ф. Морозова (Морозов, 1909а, 19096, 1912, 1927, 1930а, 19306), посвятившего более 20 дет исследованию сосновых лесов. Кроме того, это история съездов лесоводов.
Одной из наиболее существенных работ в плане обзора и анализа литературы является вводный доклад Г.Ф. Морозова длл XI Всероссийского съезда в г. Гулс под названием "Будущность наших сосняков в связи с типами насаждений в зависимости от хозяйства в них" (Морозов, 1909а). В этой работе проанализированы материалы предшествующих съездов лесоводов (Рижского, в 1876 г., Харьковского, в 1866г., Казанского, в 1889 г., Самарского, в 1S86, 1-го Съезда удельных лесных техников в 1S99 г.) с докладами П.И. Журды, М. Андерсона, В.Я. Воскресенского, И.С. Онпхимонского, А.Г. Винярского, К.Г. Ген ко и др. выступлений; тщательно рассматривается работа проф. В.Я. Добровляпского "Из русских лесов 1, 1888 г.; приводятся взгляды немецких ученых (Гартпга, Котта, Гайе-ра, Пфейля),
Основным вопросом того времени, как указывает Г.Ф. Морозов, обсуждаемым н лссоводствсшюй литературе и на съездах, был вопрос о возобновлении сосны, который рассматривался как больной вопрос.
На съезде лесоводов в Риге в 1876 году во вводном докладе П.И. Журды по вопросу о естественном возобновлении были предложены семенные рубки продолжительностью в 20 лет как единственное средство длл достижения успешного возобновления в высокоствольных лесах. Но съезд принял постановления, исключающие преимущества какого-либо одного способа возобновления. Тем не менее, можно сказать, что после Рижского съезда впервые в России стали применяться в сосняках постепенные рубки, при этом длительно-постепенные.
Результаты первых опытов семенных постепенных рубок П. Кнорре в Чернышевской лесной даче Пензенской губернии (Кнорре, 1881) показати, во- первых/на успешность естественного возобновления сосны даже на богатых почвах. Do-вторых, позволили установить, что для получения положительных результатов по возобновлению сосны необходимы, кроме мер содействия, многократные своевременные уходы за самосевом и подростом. В третьих, при правильном и полном выполнении всех мероприятий, связанных с семенной постепенной рубкой, они несоизмеримо более трудоемки и требуют больших затрат по сравнению со сплошными; потому могут применяться в редких случаях.
На основании обследования возобновления сосны в Каменской лесной даче Нижегородской губернии Э.Э. Керн (Керн, 1886) констатировал отсутствие его при сплошных рубках. Он отвергал чересполосные кулисные рубки как нерациональные и находил единственно рациональной рубкой для Каменской дачи рубку семенными лесосеками с естественным возобновлением.
На Харьковском съезде в 1886 году М. Андерсон в докладе "По вопросу об облесении вырубок" (Андерсон, 1886) отмечал, что применяемые с 40х годов сплошные рубки с непосредственным кратким сроком примыкания в сосняках не дали хороших результатов. Вслед за Э.Э. Керн М. Андерсон отмечал, иго семенные лесосеки являются наилучшим способом рубки, но при существующих условиях хозяйства в казенных русских лесах мало применимы.
Из других выступлений на Харьковском съезде заслуживает внимания выступление В.Я. Воскресенского (Воскресенский, 1886) "О необходимости введения выборочных рубок" (Цнт. по Морозову, 1909а). Применение выборочных рубок в сосняках было рекомендовано Съездом вместо сплошных, обсеменитсльных и кулисных.
Интересные данные о возобновлении сосновых лесосек приводятся її докладе U.K. Ген ко и М.К. Турского "О естественной смене хвойных лиственными породами и наоборот, лиственных хвойными" (Гснко, Турский, 1886). На основании 6 летних обследований лесов С-Петербургской, Владимнрксой, Московской, Орловской, Волынской, Пензенской, Симбирской и Самарской губерний Н.К. Генко делает вывод о том, что сплошные вырубки в хвойных лесах возобновляются плохо и большей частью сначала осиной и березой, а затем в таких лиственных лесах идет успешное возобновление хвойными. При этом, как указывает М.К. Турскпй, если вырублено смешанное насаждение сосны с елью, березой и осиной, то образуется молодняк группового характера, где.к группам осины подмешивается ель, а к группам березы - сосна. Во всяком случае, - отмечает МК. Тур-скиП, - сосна растет хороню в соседстве лишь с березой, а не с осиной"". На Казанском VII съезде лесохозяев в 1889 году в вводном докладе И.С. Онпхнмовского "О естественном возобновлении дуба и сосны в приволжских и восточных губерниях" (Онихимовекий, 1889) отмечалось, что при кулисных рубках в Среднем Поволжье, проводившихся еще до 1881 года, редко оставляли семенники, и возобновление в большей степени происходило березой и осиной и лишь лет через 20 под их пологом появлялся сосновый самосев. На Съезде было высказано также два противоположных мнения: одно - за постепенную рубку, другое - за сплошную кулисную, при голосовании большинством было признано преимущество постепенных рубок для России. Обсуждался также вопрос о дифференцировании способов рубок и возобновлении в зависимости от климата, почв отдельных регионов и пород, то есть в зависимости от типов насаждений.
Анализ материалов Самарского съезда 1898 года и удельных лесных техников, 1899 г., инициатором и основным докладчиком которых был U.K. Генко, приводим по Г.Ф. Морозову (Морозов, 1909а). На обоих съездах Н.К. Генко (Генко, 1886; 1900) обращает внимание на плохое возобновление сосны при сплошных рубках особенно в Поволжье. На обсуждение Самарского съезда Н.К. Генко выносит два тезиса. Первый - о замене при возобновлении сосновых лесов в Среднем Поволжье сплошных чересполосных лесосек постепенными семенно-лесосечными рубками с поверхностным рыхлением почвы в семенной год. Второй - выборку материнского насаждения производить в 3 приема с выборкой каждый раз около 1/3 наличного запаса, при этом второй прием (светлой лесосеки) проводить после достижения всходами 5-летнего возраста". Съезд единогласно принял следующее заключение: "Естественное возобновление .сосны в Среднем Поволжье может происходить с наибольшим успехом при помощи постепенных рубок с разрыхлением почвы в семенной год; вместе с тем, весьма желательно, чтобы были произведены опыты измененной рубки узкими кулисами с разрыхлением почвы на лесосеках" (Морозов, 1909а). Г.Ф. Морозов отмечает шаблонность решений и считает неверным применение Зх приемных постепенных рубок с 10-12 летним возобновительным сроком в сухом климате и в сухих борах, в которых рекомендует сокращать число приемов постепенной рубки до двух. Интересные результаты приведены в выступлении И.Ф. Япшотковского на нервом съезде удельных лесных техников. По результатам обследования возобновления сосновых насаждений Алатырского уезда (совр. Чувашия) при разных способах рубок с учетом категории насаждений, выделенных им по положению и почвенным условием сделаны выводы по суш те же, что и у проф. Добровлянско-го. Во-первых, вывод о том, что в сосняках с одинаковым успехом могут применяться все способы рубок, если они будут соответствовать местным естественным и экономическим условиям. Во-вторых, расчленение сосновых лесов иа категории имеет большое лесоводственное значение и должно быть увязано с разными методами возобновления (Цит. по Морозову, 1909а). На основе решении Самарского съезда с 1900 года постепенные рубки приобрели широкое распространение в лесах Среднего Поволжья.
Динамика климатических и метеорологических процессов
Согласно учению В.П. Сукачёва, понятия типа леса и ассоциации необходимо разграничивать. Пели ассоциация - это тип фитоценозов, то тип леса - это тип лесных биогеоценозов; объединяющий участки леса, однородные по составу древесных пород, по общему характеру других ярусов растительности, по фауне, но комплексу лесорастительных условий (климатических, почвенно-грунтовых и гидрологических), по взаимоотношениям между растениями и средой, по восстановительным процессам и по направлению смен на этих участках леса, а следовательно, требующих при одинаковых экономических условиях одинаковых лееохо-зяпственных мероприятий (Сукачев, Зони, Мотовилов, 1957). Однако в обзоре литературы трудно сохранить это разграничение, поскольку до определенного времени их не разграничивали многие исследователи.
Почвы и тины сосновых лесов Среднего Поволжья и, в частности, подзоны хвойно-широколпетвенных лесов достаточно полно исследованы. Наиболее полно исследованы п подробно описаны почвы, типы и ассоциации сосновых лесов РТ (бывшей Татарской АССР), её разных районов (Гордяпш, 1882; Коржинский, 1887; Тюрин, 1922, 1933; Шендриков, 1934; Жилкип, 1928; Марков, 1948; Соколов, 1947; Васильева, 1947; Гришин, 1956; Винокуров, Гришин, 1962; Рысин, 1975; Газизуллин, Хасаншип, 19S6; Газизуллин, Сабиров, 1997 и др.). Работы многих из названных исследователей стали классическими и нередко цитируются в монографиях и обзорах.
В 1970 г. проведено крупномасштабное картирование почв лесхоза в масштабе Г.250ОО почвенным отрядом Татупрлссхоза (Почвенные очерки и почвенные карты, 1970). Характеристика почв, почвенного покрова и типов десораети-тельных условий лесхоза приводится в работе А.Х. Газизуллина, Х.Г. Мусина (Газизуллин, Мусин, 2003).
Почвы Татарской АССР были подробно описаны М.Г. Шендриковым (Шендриков, 1934). Из шести выделенных им групп почв и соответствующих типов растительности сосновые древостой произрастают на надлуговых террасах левобережья Волги и по правобережью Камы на глубоких, в различной степени гумусировапных древнеаллювиальпых песках.
Более детально песчаные почвы окрестностей г. Казани исследовал И.В. Тюрин (Тюрин, 1922). Он отмечал, что на дюнных бугристых песчаных всхолмлениях, покрытых изреженными сосновыми борами с напочвенным покровом из сухолюбов, почвообразовательные процессы напоминают степной тип, т.к. органические остатки не накапливаются. Впоследствии А.Х. Газизуллин отнес их к бурым лесным почвам. На второй террасе Волги в условиях слабоволнистого и равнинного рельефа супесчаных древнеаллювнальных отложениях И.В. Тюрин выделил слабоподзолистые легкосупесчаные и песчаные почвы, запятые свежими борами зеленомоишиками. На понижениях рельефа второй и третьей террас на песчаных и легкосуиесчаных почвах, постилаемых суглинками и глинами, им описаны сложные, реже свежие боры.
Наиболее полно, с учётом ландшафтов, исследованы и описаны типы сосновых лесов Татарской АССР С.Я. Соколовым (Соколов и др., 1947). Им выделено девять следующих типов сосняков. На плодородных серых суглинках и супесях на плато произрастают сосняки дубовые; на плато и склонах, на глубоких, несколько более обеднённых серых супесях и суглинках - сосняки липовые и их варианты (в результате низовых пожаров) - сосняки еловые; на плато и по склонам третьей террасы па подзолистых песчаных почвах - сосняки брусничные; близкие к сосняку- брусничнику сосняк-зеленомошник и образовавшийся из последнего в результате пожаров сосняк лишайнпкова-зеленомошпиковый; по вершинам дюнных всхолмлений на оподзолсшшх песках произрастают сосняки лишайниковые (предположительно производные от сосняков-брусничников в результате осветления рубкой и повреждения пожарами); на понижениях, па влажных подзолистых песчаных почвах встречаются соспяки-черничникп; и западинах с выходом грунтовых вод - сосняки сфагновые; по понижениям, на древесно-торфяных почвах - сосняки торфяные и изредка по поймам рек встречаются сосняки припойменные, произрастающие по гривам поймы на влажных аллювиальных илисто-песчаных почвах.
По данным А.Х. Газизуллина и Х.Г. Мусина (Газизуллин, Мусин, 2003) в почвенном покрове Пригородного лесхоза доминируют пеоподзолсниые бурые лесные (30,5%) и дерново-слабоподзолистые (16,7%) почвы легкого гранулометрического состава на древнеаллювнальных супесчано-песчаных отложениях, на которых произрастают сосняки зеленомошной группы. Дерново-среднсподзо-листые и дерново-сплыюподзолистые супесчаные и песчаные почвы на древне-аллювиальных песках, сформировавшихся преимущественно на пониженных меетоиоложениях, занимают соответственно 1,9% и 4,8% покрытой лесом площади. На них произрастают сосняки бруснично-черничниковые и смешанные еоеново-березовые фнтоценозы или производные березняки. При близком залегании подстилающих суглинков и глин на супссчано-песчаных почвах сформировались сосняки липовые, а также производные осиновые или березовые с липой древостой.
Методика исследования по отдельным вопросам, объекты и объем выполненных работ
Началу натурных исследований предшествовали анализ литературы, материалов лесоустройства, рекогносцировочные обследования и подбор ключевых объектов. Объекты отбирали в наиболее распространенных типах леса и предварительно выделенных лесохозяйственпых категориях (ЛХК) насаждений. При изучении состояния насаждений на ключевых объектах применен метод постоянных пробных площадей. Пробные площади закладывали по принятой в лесоустройстве методике (ОСТ 56-69-83). Основные таксационные показатели получены на основе сплошного перечета деревьев на пробных площадях размером 0,5-1,0 га и измерения модельных и учетных деревьев. Подрост и подлесок под пологом обследованы на каждом участке с закладкой 20-30_дфеменных учетных площадок V размером 2x5 м, заложенных по двум диагоналям методом случайной выборки. Перечет подроста и подлеска на площадках проведен по породам и классам высот. Живой напочвенный покров характеризовался глазомерпо по проективному покрытию и встречаемости видов по шкале Друде (Сукачев, 1930). Возрастная структура изучалась путем глазомерного выделения возрастных поколений, а в некоторых случаях путем точного подсчета годичных колец на взятых возрастным буравом кернах п на пнях свежей вырубки на волоках и в котловинах. Пространственная структура исследовалась методом крушю.масштабного (1:2000) картирования. Выделяли фрагменты насаждения площадью от 0,1 га и более, отличающиеся по составу пород, полноте и возрасту древостоя, по наличию второго яруса и подроста, по селекционной ценности и другим показателям. Такие фрагменты древостоя и насаждения названы, используя ботанический термин, микроценозами (МКЦ).
Селекционная оценка насаждений проводилась с использованием разработок К.В.Краснобаевой (Краснобаева, 1986). Она заключается в следующем. Все деревья при перечете по установленным параметрам разделяли па четыре селекционные категории: плюсовые, нормально-лучшие, нормальные и минусовые. Минусовые деревья в первую очередь являются объектом рубки. Деревья первых двух категорий составляют генетико-селекпноппую основу насаждения, называются семенными, особо оформляются в натуре и являются объектом ухода.
Комплексная оценка жизненного состояния древостоя по элементам леса и подроста давалась по шкале категорий состояния леса (Санитарные правила..., 1992).
Возобновление сосны после применения системы рубок и возобновительных мер изучали с 1993 г. на постоянных учетных площадках размером 15-20 м2, заложенных но 25-30 шт. в каждом варианте опыта методом случайной выборки. Площадки располагали по длине плужной борозды (10 м) с охватом всей ее ширины с отвалами (1,5-2,0 м). Сплошной подсчет самосева на площадках с разделением его по возрасту и состоянию проводили в первый год появления самосева 2-3 раза за сезон, а в последующие годы - в конце вегетационного периода. Для выявления особенностей поселения самосев учитывали отдельно по дну и отвалам борозд. Показатели роста самосева получены измерением 50-60 особей каждого возраста в каждом варианте опыта. Результаты обработаны методом вариационной статистики.
Объектами исследования выбраны дна массива-популяции: «Казанский бор» и «Матюшинскни бор». В процессе исследования заложено 36 стационарных опытных объектов общей площадью 174 га и 40 постоянных пробных площадей в них общей площадью 23 га. Обмерено и описано при перечетах около 15 тыс. деревьев. Вся площадь опытных объектов закартироиана с выделением более 100 структурных элементов - МКЦ, для которых отдельно дана таксационная характеристика. Для определения возрастной структуры обследовано около 400 шт. свежих пней сосны в местах вырубки. Заложено 650 учетных площадок при обследовании подроста под пологом. Отобрано и оформлено в натуре, описано и обмерено 1,6 тыс. семенных деревьев. На всех объектах проведены опыты по рубкам и возобновлению. При изучении состояния возобновления сосны после проведения рубок и мер содействия заложено более 1,5 тыс. закрепленных в натуре постоянных учётных площадок, взято и обмерено около 2Ч тыс. образцов самосева и подроста.
Обоснование и результаты применения системы выборочных рубок и возобновления
Основой и обоснованием применения системы выборочных рубок возоб-НОІЇЛЄНИЯ н ухода о сосняках I группы тех категорий лесов, где рубки главного пользования запрещены, послужили результаты исследования их состояния, рассмотренные в предшествующем 4-ом разделе. Выделенные и классифицированные в определенные ЛХК, главным образом старо возрастные насаждения сосны, а также их расшифрованная внутренняя пространственная, возрастная и селекционная структура убедительно показали на необходимость применения выборочной системы рубок возобновления и ухода, дифференцированных в каждой ЛХК и каждом конкретном насаждении с учетом их внутренней микроценотической структуры.
Для обоснования применения системы выборочных рубок в тех категориях лесов I группы, в которых рубки главного пользования запрещены, считаем необходимым еще раз отметить следующее. Выборочная система рубок применена нами как необходимость сохранения и восстановления разновозрастной структуры каждого конкретного насаждения и как необходимость перехода от лесосечной к выборочной форме или системе по Г.Ф. Морозову (Морозов, 1927) ведення хозяйства в лесах зеленых зон городов.
Всю систему рубок и возобновления, сочетающую одновременно уход за лесом, лесопользование и лесовозобновление мы называет также по Г.Ф. Морозову (Морозов, 1927) рубки возобновления и ухода. Это понятие близко к понятию комплексных рубок (ОСТ 56-108-98), сочетающих рубку гласного пользования с рубками ухода. Комплексные рубки в свою очередь можно считать одним из видов рубок обновления и переформирования, предусмотренных «Наставлением по рубкам ухода...» (1994).
Систему примененных выборочных рубок мы называем системой куртннно-котловшшо-выборочных (ККВ) рубок возобновления и ухода по К.В. Краснобае-вой (Краспооаева, 2001, 2003а, 20036). В эту систему объединены такие способы выборочной рубки как равномерно-, групиово-, куртинно- и котловпшю-выборочные, которые могут быть применены одновременно в одном насаждении в зависимости от его микроценотичеекой структуры.
В систему ККВ кроме рубки входит целый комплекс одновременно проводимых мер по лесовосстановленню и содействию ему, неразрывно связанных со способами и сроками рубки. Успешность лесовосстановленил в большой степени зависит от способа рубки, интенсивности, года и сезона рубки. К мерам содействия относится и выделение селекционной основы насаждения, так называемых семенных деревьев, уход за ними. И, наконец, основной мерой содействия является интенсивная минерализация почвы с целью не только рыхления, но и обеспечения зашиты самосева от корневой конкуренции древостоя. Еще Г.Ф. Морозов (Морозов, 1909а; 1930а) указывал на недооценку конкурентного влияния корней материнского древостоя на возобновление сосны. Исследованиями некоторых ученых (Саляев, 1961; Садяев, Вересова, Гаврилова, 1965; Синицын, 1991 и др.) экспериментально доказано, что влияние близкого соседства корней взрослых деревьев в большинстве случаев отрицательно сказывается на росте молодых сеянцев. Это влияние заключается не только в иссушении верхних горизонтов почвы, но и, главным образом, вызывает серьезные нарушения в углеводном и азотном питании сеянцев, что приводит к ослаблению их роста. Ослабление корневой конкуренции является важным мероприятием по содействию естественному возобновлению сосны и поэтому названными и другими учеными рекомендуются разные механические способы устранения корневого влияния, например, обрубка корней у деревьев конкурентов. Система ККВ рубок возобновления и ухода применена в сосняках чернич-но-брусничпнковых и сложных типов леса и выполнена согласно методике, рас-смотреной в разделе 3. Рубка проводилась в летний период, минерализация почвы - осенью до наступления заморозков. Основные результаты их применения опубликованы (Краснобаена, Мусин, 1998; Мусин, Краснобаева, Иванова, 1998).
Характеристика способов рубок, способов возобновления и древостоев, оставленных на выращивание по типам леса, категориям насаждении, а в пределах насаждении - по микроценозам (МКЦ) дана в табл.5.1.
Две ЛХК (1 и 2) старо возрастных насаждений сосны черничпо- брусничпи-ковой группы типов леса - разновозрастных и относительно одповозрастных являются наиболее распространенными. Особенностью их состояния, как было установлено в разделе 4, является отсутствие надёжного возобновления сосны под пологом, наличие двух возрастных поколений (80-100 и 140-160 лет) при куртин-но-групновом или относительно равномерном характере их смешения. В первом случае пространственно обособленные куртины старшего поколения, находящиеся на стадии распада, в практике ведения хозяйства были объектом наиболее частых санитарных рубок, но без возобновительных мер. Это привело к ухудшению условии возобновления (задериепие почвы, разрастание веПника наземного).
Именно эти микроиенозы в их современном состоянии являются объектом наиболее интенсивных десохозяйстненных мер. Памятуя, что целью рубок возобновления при переходе к выборочной системе является поддержание и создание разновозрастного леса, нам необходимо сохранить существующую структуру древостоев из двух поколений и заложнгь новое. Сложность в достижении этой цели заключается в том, что возобновительная способность насаждения в целом и, в особенности старовозрастного древостоя, ослаблена.
Как показывают данные табл. 5.1, в первой ЛХК в МКЦ старовозрастного, относительно редкостойного древостоя, занимающего 30-40% площади и находящегося на стадии старения и распада, проведена котловинно-выборочная рубка с вырубкой всех минусовых деревьев и оставлением семенных и других здоровых деревьев старшего и младшего поколений. Оставленные в этом МКЦ после рубки деревья представляет редину или древостой с полнотой 0,3-0,4 (рис. 5.2). Для обеспечения естественного возобновления в условиях задернения злаками и конкурентного влияния корней деревьев проведены интенсивные меры содействия в виде минерализации почвы мощным плугом (ПЛ-1,0) с максимальным охватом площади. Пример такой минерализации можно видеть на фотографиях (рис.5.3, 5.4). В древостое коренного микроценоза, находящегося на стадии спелости н характеризующегося высокой селекционной категорией (лучшей) проведена равномерно- и грушюво-выборочная рубка средней интенсивности. Интенсивность рубки как в данном случае, так и в других, обусловлена количеством минусовых деревьев, которые все вырубаются. Здоровые деревья назначались в рубку лишь при уходе за семенными, и их доля составила не более 1-3%. После рубки оставлен здоровый, устойчивый, высокой эстетической ценности древостой полнотой 0,5-0,7 (рис. 5.1). Количество семенных деревьев оставлено в среднем 40 шт. на I га с колебанием по отдельным участкам и МКЦ от 20 до 70 шт. В этом микроценозе также проведены интенсивные меры содействия, но при более щадящей технологии - меньшей плотности плужные борозды, или менее мощными механизмами (КЛБ-1,7).
Похожие диссертации на Эколого-лесоводственное обоснование рубок и возобновления в сосняках первой группы лесов хвойно-широколиственной подзоны (На примере лесов зелёной зоны г. Казани)
