Введение к работе
Актуальность темы п задачи исследований. Основными
направлениями развития народного хозяйства на 1976-1980 годы предусмотрено повышение продуктивности лесов, получение большего количества товарной древесины с каждого гектара лесной площади, рациональное использование лесных ресурсов (Материалы XXV съезда КПСС).
Одним из л ее хозяйственных мероприятий; позволяющих выполнить поставленные задачи, являются научно обоснован- ные рубки ухода.: Несмотря на громадный опыт, накопленный І лесным хозяйством по этому вопросу, остается нерешенной проблема целенаправленного формирования моладняков искусственного происхождения в районах с засушливым климатом, что подчеркнуто конференцией по массивному лесоразведению в Казахстане, состоявшейся 29 июля 196S г. в г. Щучинске. Несвоевременное проведение рубок ухода приводит к образованию древостоев с малым средним диаметром и ниаким выходом деловой. древесины, особенно крупных сорттїентов, что снижает качественную продуктивность насаждений.
Поэтому научное обоснование рубок ухода в лесных культурах Северного Казахстана является одной из важнейших задач ведения хозяйства с целью получения высокопродуктивных и устойчивых насаждений.
Работа выполнена по плану НИР Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации.
Цель и задачи исследований. Цель работы — разработка научно обоснованных рекомендаций по провидению рубок ухода в-чистых сосновых и березовых молодняках искусственного происхождения Северного Казахстана.
В связи с этим предусматривалось исследовать: динамику линейного прироста в высоту; формирование полога насаждений; накопление ассимиляционной массы с возрастом; закономерности роста отдельных деревьев: форму и лолнодревест-ность стволов; влияние рубок ухода на прирост деревьев идре- '
ВОСТОеВ; Изменение ЭКОЛОГИческИХ-Т>ЄМЛГЛТОВ'-_-П'Ч1р^ДуКТИВН0СТІІ '
ь *>г - *"л-. .< ,' : . »: [
ассимиляционной массы под влиянием разреживания насаждений; различные технологические схемы рубок ухода и дать нх экономическую оценку.
Научная новизна и практическая ценность. Впервые з Северном Казахста-не в молодых культурах сосны и березы изучены динамика сомкнутости полога, накопления . хвои и листвы. Установлен возраст кульминации прироста по высоте. Изучены процесс перегруппировки деревьев с возрастом, форма и полнодревсстность тоикомерных стволов. Выявлено влияние рубок различной интенсивности на прирост деревьев и дре-востоев, экологические режимы под пологом насаждений и продуктивность ассимиляционной массы. Дана экономическая оценка различным способам рубок ухода.
На основе выявленных закономерностей формирования дрсвостоев лесных культур установлены возраст начала первого приема рубок ухода, технология их проведения, нормы переживания древостоев и составлены таблицы объемов тонкомер-пых стволов.
Основные результаты исследований обсужделы и одобрены на научно-технической конференции «Пути повышения эффекпгвносш лесного хозяйства и улучшения лесовосстановн-тельных работ» (Новосибирск, 1972); на всесоюзной научной конференции «Проблемы лееовосстановлешгя» (Москва, 1974); на научно-производственной конференции «Современная технология лесохоояйственных и агролесомелиоративных работ* (Щуччшск. 1975); на совещаниях-семинарах «Рубки ухода в лесных культурах Северного Казахстана» работников лесного хозяйства Целиноградской (1976), .Кокчетавской и Северо-Казахстанской областей (1977).
Реализация работы. На основе выполненных исследований подготовлены технические указания «Рубки ухода в молодниках искусственного происхождения Северного Казахстана», которые прошли производственную проверку в 1975 гіду в Аиртавском лесхозе Кокчетавской области, в 1976 году в 23 лесхозах Северо-КазахетанекоЙ, Кокчетавской и Целиноградской областей и внедрены в 1977 году в этих областях на площади 615 га с экономическим эффектом 2,7 тыс. рублей.
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в восемнадцати научных статьях.
Объем работ. Диссертационная работа изложена на
страницах машинописного текста, содержит введению, VII глаЕ,
4.
выводы, список литературы 235 наименовании (из них 11 иностранных), 4 приложения. Текст иллюстрирован 43 таблицами и 15 рисунками.
Обоснованность и достоверность результатов исследований.
Результаты исследований базируются на большом эткспе-рнментальном материале, который обработан на ЭВМ «Про-мннь-2» и «На'Ирн-2» с использованием методов математической статистики. Выводы получены на основании анализа статистически достоверных результатов исследований.
I. краткий литературный обзор
Большой вклад в развитие теории и практики рубок ухода внесли отечественные лесоводы (Морозов, 1928; Эйтннген, 1934; Шустов, 1938; Колонков, 1940; Нестеров, 1951; Дерябин, 1953; Георгиевский, 1957; Тимофеев, 1957; Коновалов, 1965, 1973; Изюмский, 1969; Давыдов, 1971; Атрохин. 1971; Кожевников. 1974; Сеннов, 1977 и многие другие).
Обоснование лесохозяйствекпых мер ухода в искусственных насаждениях приводится в работах Н.Т, Смирнова (1953), Л. Л. Макаренко (1963). В. К. Попова (1972), А. М. Кожевникова (1974), П. П. Изюмского (1975), В. II. Рубцова и до. (1976), Д. II. Дерябина (1976).
По мнению большинства исследователей рубки ухода следует начинать возможно раньше с вдступледаем общей сомкнутости полога (Гаель, 1952; Рубцов, 1957; Набатов, 1962; Изюмский. 1970), в період максимальных линейных приростов (Макаренко. 1963; Рубцов, 1969) и запа-сов хвои (Воронка», 1973).
Большая роль в проведении рубок ухода отводится правильному отбору перспективных деревьев, оставляемых на корню, а здесь немаловажное значение .имеет форма стволов, исследованию которой посвящено много работ (Захаров, 1956; Чуенков. 1960; Бедик, 1965; Соколов, 1965; Ипатов, 1970). Лучшие деревья можно определить путем изучения прироста по основным таксационным показателям (Тюрин, 1945; Георгиевский, 1957; Звиедрнс, 1961; Рубцов 1961; Эйтннген, 1962) и процесса их перегруппировки с возрастом (Эйтннген, 193-1; Грибанов, 1959; Макаренко, 1965}.
Интенсивность изрежнвания зависит от возраста проведения перзого приема разреживания и целевой установки ухода (Георгиевский, 1957; Нестеров. 1960; Давыдов, 1971; Bradlej, I960; Fries, 1965; fWer, 1967).
5 "
Рубки ухода изменяют экологическую обстановку в дре-востоях. Увеличивается освещенность (Молчанов, 1961; Савина, 19С1; Иванов, 1962; НзюмскиЙ, 1970; Давыдов, 1971), лучше прогревается воздух и почва (Харитоновнч, 1938; Савина, 1961; Молчанов, 1964; ИзюмскиЙ, 1969; Макаренко. Смирнов ,1973), увеличивают запасы влаги в почве (Молчанов. Губарева. 1965; Юркорский, 1966; Кожевников, 1974). В засушливых условиях чрезмерное мзреживание насаждении может привести к иссушению верхних слоев почвы (Тольский, 1911; Жуков, 1963; НзюмскиЙ, 1969).
Таким образом, рубками ухода разлігчной интенсивности можно существенно менять условия среды под пологом насаждений.
Изменение экологической обстановки приводит к лучшему росту оставшихся деревьев (Харитоновнч, 1962; Моисеенко, 1974; Рубцов, и др., 1976), что способствует быстрому восстановлению запаса древостоя. Большую роль в этом играет выбранный метод ухода.
В лесных культурах, кроме равномерного шреживаннч применяются линейные рубкн с вырубкой отдельных рядов (Попов. 1972; НзюмскиЙ, 1975; Kohlst0h, 1975).
Необходимость проведения научных исследований по дальнейшему совершенствованию технологии работ при рубках ухода отмечается в работах В. Г. Атрохнна, 1974; Л. М. Кожевникова, 1974; Бондора, 1974; Миллера, 1974; Марино-ва, 1974 и других.
Анализ литературных данных показывает, что несмотря: на довольно большое число работ, посвященных различным аспектам рубок ухода, в каждом регионе, особенно па границах ареала узучаемой древесной породы, необходимо уточнеіше и в ряде случаев проведение длительных 'исследований по обоснованию лесоводственных и технических приемов воздействия на древостой в период его формирования. Это прелэде всего относится к лесным культурам (Жуков, Бузыкин, 1977), особенно в Казахстане с его крайне неблагоприятными, лесорасти-тельньгмн условиями. II. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИИ
Рельеф района представлен равнинами с волнистой поверхностью и многочисленными рядами сопок или одиночными сопками (Сваричевская. 1965).
Межсопочиые пространства заняты черноземами, которые составляют около 39,4% площади почвы всего района, они име-
lot укороченный языковатый профиль при более высоком валовом содержании гумуса (Боровский и др., 1964).
Климат резко континентальный, засушливый. Лето жаркое. Не-редкп повышения температуры до 35 — 40"С, на поверхности почвы до +68С. Часты атмосферные засухи от Я до 15 вспышек за сезон (Утешев, 1953, 1959). Несмотря ла относительно малую долю зимних осадков в общем количестве (20-30%), роль их в влагозарядке почвы велика (Кузнецов, I960).
Растительность Северного Казахстана описана во многих работах [Сукачев (1948); флора Казахстана т. I (1956); т. II (1958); Гудочгаш, Чабан (1958); Грігбанов, Лагов, Чабан (1970); Бирюков (1974) и др.].
Лесная растительность представлена иа;севере березовыми колками, в центральной части и на юге сосновыми насаждениями, растущігмн на сопках и увалах. Понижения заняты березовыми с примесью осины лесами.
Искусственные насаждения созданы па 1. 01, 1973 г. в Северо-Казахстанской, Кокчетавской и Целиноградской областях на площади 141,2 тыс. га. Усилия работников лесхозов, использующих предложения науки, позволили вырастить лесные культуры хорошего состояния.
Однако, из-за жестких климатических условий и отсутствия своевременных рубок ухода отмечались факты распада и гибели отдельных участков искусственных насаждений. Поэтому изучение процесса формирования лесных культур стало насущной задачей нашего времени, с целью создания устойчивых высокопродуктивных насаждений.
Программой предусматривалось изучение следующих вопросов:
-
— установление возраста начала проведения рубок ухода;
-
— обоснование выбора лучших деревьев; 3 — разработка норм нзрежнвания искусственных насаждений; 4 — изыскание перспективных технологических схем рубок ухода в лесных культурах и іих зиономігческой оценки.
Исследования проводились в чистых сосновых и березовых молодняках лесных культур на временных и постоянных пробных площадях (ПП) с числом деревьев от 200 до 600, применительно к методике Н. П. Георгиевского (1953). Для длительных стационарных наблюдений на 1/4 ПП все деревья нумеро-
7.
Вались и картировались и у них измерялись поперечники и протяженность кроны. Временные пробные площади (ВП) закладывались для изучения динамики сомкнутости полога и ассимиляционной массы, определения возраста кульминации прироста в высоту, процесса перегруппировки деревьев по высоте и диаметру, а таїте формы и полнодревестности стволов. Все деревья на ВП картировались и у них замерялись диаметры, высоты, высота прикрепления живого сучка, диаметры кроны в двух направлениях (вдоль и поперек ряда).
Изучение объема и сбега стволов проведено по методика В. К. Захарова (1956), а учет надземной фитомассы выполнен в соответствии с методическими указ-аннялш Л, Л. Молчанова, В. В. Смирнова (1967).
Изменение экологических режимов под пологом древосто-ев изучалось на 12 ПП с 1968 по 1974 г.г, в 10 стационарных точках на каждой секции, методом обхода, три раза за вегетационный период через 2 часа в течение дня. Проводились наблюдения за освещенностью, температурой и относительной влажностью воздуха на высоте V.3 м. температурой почвы (па глубинах О, 1 Оі 20, 30 см) л ее влажностью (те рм о-ве совы м методом по генетическим горизонтам) до глубины 100 см. Использовались люксметры Ю-16, аспирационные психрометры, срочные термометры, термометра щуйы, весы и другое обору-;!гваіше. Глубина промерзания и интенсивность оттаивании почвы определялась в трехкратной повторності! при помощи мерзлотомера Данилина длиною 1,5 и 3 м, через каждые 10 — 20 дней. Снегонакопление и снеготаяние изучалось по 20 стационарным рейкам на каждой секции ПП, а к началу периода снеготаяния в 10-20-кратнои повторности определялся запас воды в снеге.
Стационарные опыты по изысканию перспективной технологии рубок ухода заложены по следующим вариантам.
1. В сплошных чистых искусственных насаждениях с составом ЮС или 10Б.
Секция «А* — контроль, без разрежігвашш;
«Ба- — разреживание полога, исходя из принципов отбора лучших и худших деревьев; і«В» —сплошная вырубка дереьев через 1 ряд. уборта отставших в росте в оставшихся рядах; *Г» — сплошная вырубка деревьев через 2 ряда в оставшихся рядах — вырубка деревьев отставших з росте;
«Д» — сплошная вырубка деревьев через 4 ряда с разрйкіїваї'Ием полога в оставшихся кулисах, исходя из принципов отбора лучших и худших деревьев. Перед закладкой ПП на рубки ухода проведено рекогносцировочное обследование лесных культур на площади о;;оло 70 тыс. га с привлечением материалов лесоустройства. В течение I960—1969 годов заложено '12 секціш (ПП), общей площадью 8,6 га. Для различных целей заложено 47 временных пробных площадей, взято 1220 модельных деревьев из них 556 для определения фнтомассы. Обмерено 27800 деревьев, у 8700 шт. измерены поперечники крон. Наблюдении за микроклиматом проведены на 12 ПП в течении 4 лет. Кроме того заложено п описано 18 почвенных разрезов, взято для определения объемного-веса 120 образцов почв.
Проведение первых рубок ухода в древостоях должно базироваться на знании закономерностей их формирования. Из числа многих, согласно литературных сведений, к ним прежде всего, относится изменения сомкнутости полога, динамика ассимиляционной массы и период кульминации линейного прироста.
Как показал анализ собранного материала, смыкание крон в лесных культурах зависит в первую очередь от древесной породы, густоты посадки и условий произрастания. При ширине междурядий 1,5 м и расстоянии между растениями в рядах 0,5 — 0,9 м смыкание крон на черноземах наступает в рядах у 65 — 81% деревьев на четвертый, пятый год после посадки, когда их диаметр достигает в среднем 0.55 — 0,71 м, а полное — на 8 — 9 год, когда у 82 — 93% деревьев кроны соприкасаются или проникли одна в другую. В междурядиях кроны смыкаются па 10—11 год при величине среднего диаметра кроны поперек ряда 1.45—1,58 м. Этот момент сопровождается созданием лесной обстановки под пологом и уменьшением дігфференц-надии деревьев.
Сомкнутость полога достигает максимума в культурах с густотой 12 тыс. шт. растений на га — в 9 —10 лет, при густоте 8—10 тыс. шг. га — в 12—14 лет, в последующем она несколько снижается.
Сомкнутость, вычисленная по сумме площадей проекций крон, в густых культурах кульминирует раньше, чем в
редких. Ее величина достигает двух единиц по сравнению ft ..площадью занятого древостоем участка, что значительно выше выявленных А. А. Макаренко, Н. Т. Смирновым (1973) соотношений для естественных сосняков казахского мелкосопочни-ка и близ-ко к смешанным древостоям Литвы (Кайркжштис. 1959). Наибольшее.перекрытие крон в культурах сосны отмечено в 11 —13 .лет, у березы — в О—12 лет.
Одной из важных характеристик роста деревьев, составляющих древостой, является возраст кульминации текущего прироста в высоту, который повышается с увеличением ранга .деревьев.
Ранг.высоты 0—20 21—40 41—СО . 61—80 81 — 100
Возраст кульмн- 12,7±0,2 13,6±0,2 Г3,9±0,2 t4,7-+:0,1 15,2±0,2 и алии прироста
В среднеді, по полученным данным максимум линейного прироста у деревьев сосны разного размера приходится на 13 —15 лет.
Количество, ассимиляционной массы в древостое —: важный показатель, определяющий продуктивность растительных сообществ. В культурах сосны и березы Северного Казахстана запасы хвои н листвы возрастают у сосны до 12—.1*1, а у березы до 10—11 лет, а затем начинают уменьшаться за счет отмирания нижних мутовок троны и отпада деревьев. Запасы хвои достигают 28 т., а листвы т— около 8 т. сыроговеса на 1 га. Масса хвои в исследуемых лесных культурах на 3—8 т на 1 га выше, чем в искусственных насаждениях растущих на лесках с атмосферным увлажнением псгвы (Воронков, 1970).
Выявленные возрасты максимальных запасов хвои и листвы совпадают с возрастом наибольших сомкнутости полога и коэффициента перекрытия крон, а также кульминации линейного прироста в высоту. Этот возраст необходимо считать наиболее критическим в фазе ускоренного роста древостоев лесных культур, т. к. любое нарушение гидрологического режима участков,, приводящее к снижению влажности почаы, может повлечь за собой, распад или значительные повреждения молодых древостоев. В этот период в древостоях лесных культур, следует начинать. рубки ухода, в культурах сосны — в 11 —13, а березы — в 9 —11 лет. Вырубка части деревьев уменьшит ассимиляционную массу в древостоях, что приведет к лучшему росту оставшихся особей и смягчению напряжен-ігости в водном режиме участков,
V.*ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЛУЧШИХ ДЕРЕВЬЕВ
Лучшими деревьями, исходя из целевых установок выращивания насаждений могут быть признаны различные особи. Для' формирования высокопродуктивных древостосв лучшие деревья должны обладать повышенным. приростом, иметь хоро-нгую форму ствола, нормальную крону и быть устойчивым» к неблагоприятным условиям среды.
(Рост деревьев различных размеров в насаждении зависит
от многих факторов: наследственности, индивидуальных услп-
вий среды, взаимоотношений с соседними особями и другой
растительность-го и т. д. В- культурах сосны 12 — 14-леглего
..возраста .величина прироста в-высоту, тесно связана свысотою
дерева (г => 0,8'15—0,999), теснота связи увеличивается, если
ч ,взять прирост за,последние три, года(г = 0,902 — 0,909).
'J Аппроксимация опытных данных математическими зави-
симостями показала, -что лучшие результаты получены при -использовании парабол второго и третьего порядка. Для культур сосны 3 2-летнего возраста, с густотою 10 тыс. шт. рас-тений ііа>1 га и высотою 1,5 — 4 м уравнение выглядит следу--юшдш образом:
у-3,79— 3,99х + 1,51ха—0,10х% ч^ =0.993, где у — линейный прирост в м; \х.—.высота деревав м; .ч —показатель * точности выравнивания. Связь'между текущим приростом по диаметру и высотой оказалась умеренной (г *= 0,523:+:0,070), а с диаметром дерева —(тесіюй.(г-0,аіЗ±0.036)..при ^,^= 0.206.
Таким образом, как правило,. больший линейный и радиальный,, а следовательно и объемный прирост в молодых культурах имеют крупные деревья.
При проведении рубок ухода очень важно знать сохраняются ли тенденции повышенного прироста у отдельных особей в дальнейшем.т..к. от этого .будет зависеть оценка лучших деревьев.
Исследование процесса перегруппировки по росту с воз
растом, путем сравнения хода роста каяадого растения с сосед-
^ . ним:.В'ряду:іі двух, смежных^ рядах, (табл. 1), показало, что п
лесных культурах более 50% деревьев сохраняют или увели
чивают, в процессе роста свой ранг по. отношению к окружаю
щим. То есть древостой формируется . преимущественно из
крупных деревьев, которые сохраняют ранг па длительном
протяжении времени. ....
- а
1 Таблица 1
Число деревьев по категориям и группам роста в культурах сосны
с 5
Перегруппировка по росту носит в большинстве своем ниспадающий характер. Отстающие в росте особи, снижая ранг, переходят в разряд отмирающих и подлежат удалению при рубках ухода. Деревья с неустойчивым ростом при благоприятных условиях могут значительно увеличить прирост и поэтому требуют определенной осторожности при отборе в рубку.
Деревья высших классов роста, сохраняющие свой ранг в большинстве случаев имеют здоровый прямой ствол с хорошим приростом в высоту (остроконечная вершина), равномерно развнггую крону с протяженностью не менее 50 и формой 3:1—4:1.
Одним из важнейших таксационных признаков, характеризующих лучшие деревья, их полнодревесность и производственную ценность, является форма стволов.
Установлено, что существующая слабая связь (г-0,167 :+:0,050 иг =0,460±0,040) индексов диаметров и нормального видового числа с размерами деревьев не имеет существенного значения для таксации древостоев (Макаренко и др., 1972). Исходя из этого выведена средняя форма тонкомернык стволов сосны и березы в относительных величинах (табл. 2).
Таблица 2
Форма стволов в культурах сосны н березы (числитель — в коре, знаменатель — без коры)
Сосна П6,3±0,5 92,4±0,2 75,8±0,3 53,9±03 32,2 ±0,2 19,7:+:0,2
~Ш,6±0,5 95.3±0,2 82,0±0,4 %2±0,5- 38,8±0,4 19.0±0,1
Береза 140,3±0,8 87,1 ±0,3 68,8±0.4 50,6±0,3 25,4±0Л 12,9 ±0,2
141,9*1,3 90,4*0,4 72,4±0,5 53,6±0,5'. 26,2*0,6 13,4±0,4
Выявлено также существенное отличие формы тотгкомерных стволов сосны и березы Европейской части СССР (Соколов, 1965; Захаров, 1966) от средней формы стволов этнх же пород в Северном Казахстане (различие > 5%), вследствие- чего таксация запаса молодых древостоев искусственного происхождения может проводиться с помощью составленных по средней форме местных таблиц объемов стволов сосны и березы,
Однаїко наличие хотя и слабой положительной связи менаду формой ствола и размерами деревьев делает предпочтительным отнесение к лучшим особям более крупных деревьев, которые кроме того обладают значительным приростом на протяжении длительного периода времени.
Рубки ухода в лесных культурах снижают величину отпада и в ряде случаев полностью исключают его, только при слабом изреживакии и очень сильных рубках отпад имеет место. Кроме, того, изреживапие насаждении оказывает влияние на.рост отдельных деревьев (табл. 3).
Таблица Й
Влияние рубок ухода на величину текущего прироста
деревьев^за б.лет псдщдаетру Исаисоте^ППМВ)
- -1,20 \Ш " 121 IS7 1,5 :127 tlOO 108
8 1,70 '112' И8 153 1,7 .112 К» .100
10 -2,25 '109 116 140 :1,8 :Ш6 .106 111
.12 2,75 105 -115 136 1,9 100 111 НС
'О увеличением интенсивности рубк« возрастает прирост по диаметру у-деревьев:всех размеров.'Наибольший прирост на контрольных и оперативных секциях имеют -ярупяьге особи, хсдл более, ъысоше" темпы роста отмечаются, как правило, у тонкомериых деревьев, -Процент прироста, вычисленный по .формуле. Преселера, > был большим- на оперативных .участках.
Прирост - по высоте не имел четкой связи-с'интенсивностью изрежнвания, что подтверждает существующую точку зрения, о том, что трубки ухода могут не влиять, снижать ил» увеличивать его у оставшихся деревьев, все зависит от состояния древостоя и его первоначальной густоты. Следует отме--тап>, что на секциях, сочетающих линейную рубку каждого пятого.ряда.с селективной рубкой в кулисах,, величина'Прироста оказалась близкой к приросту на секциях с .равномерным иэреживаии ем.
'Изрежпвание лесных культур уменьшило сумму площадей сечений, и запас оставшихся деревьев. < Спустя «4—6 лет после проведения рубок.ухода сумма площадей.сечений восстановилась; в ; 10- летних березовых ив 16-летних древостоях соонл, за исключением . секций *В». Однако на всех оперативных участках (за исключением .спустя 4—'6 летпосле разреживания была-ниже, чем на контроле. В течение 5 лет древостоиу^певатот'восстановить-тготери в запасе после рубок ухода. Текущий среднепернодический прирост по запасу на изреженных участках за этот период оказался .«иже, -чем на контроле (исключение секция «Б»,'ПП Г5). Очень сильное изрежнваиие (секция,«В») .привело t к умень-
шению прироста до 60%. Процент прироста на разреженных секциях был выше, чем на контрольных.
После проведення рубок ухода сомкнутость полога существенно изменилась,, за пятилетний период она достигла первоначальной величины только на отдельных секциях равномерного изреживання «Б» (ПП 16, 18). В 24 случаях из 29 сомкнутость полота была более 0,7, что указывает на нормальное формирование полога лесных культур под воздействием рубок ухода различной интенсивности.
Яы-рубка части дереріев rj.n-вела к снижению сомкнут тг yh лил зга. в связи с чем чзмемілнсь экологические режима в насаждении.
Освещенность в первый год после рубок увеличилась на секциях «В» — (до 417%). «Г* — (до 386%), «Д* — до (239%) и «Б» — (до 206%) по сравнению с контролем.
Связь между величиной освещенности и сомкнутостью полога тесная (г = от— 0,961 до — 0,997), при ^0,878.
Определяющим признаком, оказывающим влияние на освещенность под пологом насаждений, является сомкнутость полога. Зависимость между ними очень тесная. Повышение освещенности на изреженных участках способствовало увеличению температуры воздуха на сильно изреженных секциях на 2 — 10% по сравнению с контролем, хотя и не оказало существенного влияния на величину относительной влажности воз-духа, из-за постоянного перемешивания его под воздействиедт систематических ветров.
На оперативных секциях отмечено лучшее прогревание почвы до глубины 30 см, в особенности на участках, где вырублен каждый второй ряд деревьев.
Разреживание насаждений способствует большему проникновению осадков под полог и оказывает влияние на величину запаса влаги в почве (табл. Л).
Таблица 4 Динамика запасов влаги (мм) в почве на третий год после рубок ухода
,..24/,1У.; 0-50
A S8.7±4.4 108.8±2.7 74,9 + 2.8 80.5±3.0 109,5±3,1 48,4 ±1,1
Б 99,9±4.9 128,7±4.6 72.7±2.9 82,1±3,9 1-21,2 ±3.5 63ч2±2.',
В 92,4±3,9 . 120.7±3,5 70,8±3.2 82,4±4,0 134.1+4,7 74,l±2,f>
Д — — — — 130,4±3,С 67,0+2,1
Йесною влажность почвы на нзреженных участках больше, чем на контрольных. К средине июля верхние горизонты О — 50 см иссушаются сильнее на оперативных секциях, а нижние {51 —100 см) содержат влаги меньше па неиэрежен-ных. В благоприятные по увлажнению годы, запасы влаги на прореженных участках больше, чем на контрольных, т. е. из* реживаше древостоев способствует увеличению содержания влаги в почве.
Рубки ухода сильной интенсивности в сосновых культурах способствуют большему накоплению снега под пологом и не оказывают существенного влияния на него в культурах березы (табл. 5).
Таблица 5
Изменение мощности снегового покрова (см) в сосновых и березовых молодняках пройденных рубкамя ухода
Большая мощность снегового покрова на нзреженных участках в сосновых культурах способствовала уменьшению глубины промерзания почвы. Снеготаяние и размерзание no't-пы протекает быстрее на нзреженных участках. На сильно из-режекных секциях конец размерзания почвы иаступает' обычно на 4 дня раньше, чем на контроле.
Изменение экологических режимов в насаждении после
проведения рубок ухода приводит к перестройке фотосинтезм-
руощего аппарата, в результате чего меняются соотношения
фракций надземной фнтомассы и продуктивность ассимиляци
онной массы, которая рассчитана, как отношение между вели
чиной текущего годичного прироста и весом хвои (листвы)
на 1 га (табл. 0). .
Таблица l>
Продуктивность ассимиляционной массы (м3/т), через 5 лет после рубок ухода
і-"
Полученные данные указывают на то, что с увеличением возраста продуктивность хвои несколько снижается, причем это заметно на всех секциях, независимо от интенсивности рубок ухода. Продуктивность листвы березы в условиях произрастания близких с сосной примерно в 3 — 4 раза ниже, чем хвои у сосны.
Сильное изреживанне приводит к увеличению доли хвои, ветвей и снижению продуктивности ассимиляционной массы. На секциях «Д» с вырубкой каждого пятого ряда и селективный нзрежпвапием в оставшихся кулисах соотношение фракции фитомассы надземной части древостоя и продуктивность ассимиляционного аппарата ближе всего согласуется с этими показателями на секциях «Б*- — равномерное изреживанне ч контроле.
Таким образом, лучшими яо величине прироста по диаметру и высоте, сумме площадей сечений, запасам, сомкнутости полога, соотношению фракций фитомассы надземной части древостоев и продуктивности ассимиляционной массы были участки с селективным (секции «Б*) и линейно-селективным (секцнн«Д»), изрежювамием, различия менаду ними в приросте по диаметру и высоте колебались от —21 до +С%, а в среднем они составили 1%.
Вариант «Г* по всем показателям занимал промежуточное положение между секциями
Как было показано в предыдущих главах, в лесоводствеи-пом отношении лучшие результаты при проведении первых рубок ухода в лесных культурах были получены при селективном
изреживании древостоев средней интенсивности и с применением линейной вырубки каждого пятого ряда с селективным изре-живаиием деревьев в оставшихся кулисах.
Для испытания машин и механизмов на рубках ухода в лесных культурах испытаны две технологические схемы. При первой проводилось селективное переживание насаждений, а технологические коридоры шириною 3— 4 метра прокладывались через каждые 100 метров. При второй — вырубался канвдый пятый ряд и проводилось селективное пзреживанне в оставшихся кулисах.; Поперечные технологические - коридоры прорубались через каждые 250 метров шириною 4 м.
Исследования эффективности использования на рубках ухода различных механизмов, выполненные совместно с отделом механизации КазНИИЛХА (Бригинец, Макаренко it др., 1973, 1974) показали, что при проведении рубок ухода в лесных культурах можно использовать бензопилу «Дружба*, агрегат «Арум» и лесной пакетировщик «Дятел-1». Сменная производительность машины «Дятел-1» составила 8 м\ агрегата «Арум» — 23.5 м3 и бензопилы «Дружба» — 13 м3. Ни трелевке срубленной древесины трактором ДТ-20 за смену перемещалось 16,1 м*.
Экономическая оценка рубок ухода показала, что равномерное нзреживанне лесных культур без прокладки технологических коридоров убыточно (табл. 7),
Таблица 7
Доходность рубок ухода в культурах сосны
1!
Ш
и
c(se
Б* — Без применения механизмов. Убыточны в отдельных случаях рубки ухода с использованием линейно-селективного метода («XV), что объясняется крайне неудовлетворительной сортимснтной структурой вырубаемых деревьев.
Рубки ухода выполненные по оптимальным схемам (секции. «Б» и «Д» с прокладкой поперечных технологических коридоров) оказались рентабельными, их доходность колебалась от 9,5 до 1,3,-1%.
ВЫВОДЫ - И ПРЕДЛОЖЕНИЯ . 1. Смыкание крон в рядах лесных культур при размещении 1,5x0,5 — 0.9 происходит па четвертый, пятый год, в межауряднях на 8 — 9 год. К 9—10-летнему возрасту сомкнутость полога достигает 0,7; наибольшее перекрытие крон (более единицы) наступает к 12—13 годам. Запасы хвои, после смыкания крон, в культурах сосны к 12 —14 годам достигают 25 — 28 т сырого веса па 1 га, в культурах березы максимум листвы отмечается в 10—12 лет и составляет около ії т на 1 га.
-
В молодых лесных культурах крупные деревья, как правило, дают больший радиальный и линейный, прирост. Кульминация текущего прироста по высоте у деревьев разного размера наступает в различное время( с увеличением ранга дерева возраст кульминации прироста несколько увеличивается.
-
По характеру роста в высоту и по диаметру деревья в лесных культурах, как. и в естественных древостоях, разделяются на две категории:
категория первая — деревья, которые в процессе роста сохраняют свое положение по отношению к соседним;
категория вторая — деревья, которые в процессе роста меняют свое положение (ранг) по отношению к соседний.
-
Основной полог древоетоев лесных культур формируется, преимущественно, за счет наиболее крупных и средних деревьев, сохраняющих или увеличивающих в процессе роста овой ранг,
-
Признаками целесообразного начала проведения рубок ухода в лесных'культурах следует считать сомкнутость полога (не ниже 0,7), возраст максимального перекрытия крон, возраст кульминации текущего прироста в высоту, проявление четкой дифференциации деревьев (начало отмирания и отпада) при условии отсутствия сильного заідернения почвы под пологом.
-
Рубки ухода сокращают естественный отлад деревьев, способствуют увеличению прироста но диаметру, не вызывая
существенных изменений прироста по высоте, могут приводить к снижению или незначительному повышению прироста по запасу.
7. Рубки ухода изменяют среду в древостоях. Они создают условия для большей освещенности под пологом, способствуют большему проникновению осадков, приводят к увеличению влажности почвы в сосновых древостоях, к уменьшению промерзания почвы и ускорению интенсивности таяния ее.
в. Проведение рубок ухода в культурах сосны Мі клас-соа возраста Cesepuoro Казахстана с использованием механизмов экономически целесообразно. Ил следует проводить в насаждениях с густотою О—10 тыс. штук на 1 га — в 11 —13 лет, а с густотою более 10 тыс. шт. па 1 га — в 9 —10 лет. Интсттсявность ігзреживаїшя прн первых приемах должна быть 15 — 25% по запасу или 25 — 30% по числу стволов.
В культурах березы рубки ухода следует начинать в 10—12 лег, интенсивностью 15 — 25% по запасу или 20 — 35% по числу стволов.
Дальнейшие исследования должны быть направлены па установление периода повторяемости, норм переживания при повторных приемах, уточнение способов и технологии рубок ухода на основе исследований закономерностей формирования насаждений.
Похожие диссертации на НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РУБОК УХОДА В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
