Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса 14
1.1. Современные аспекты ландшафтного подхода к ведению лесного хозяйства 14
1.2. Экологические функции леса 21
1.3. Целевой лес 27
1.4. Динамика лесов 29
1.6. Основы физико-географического районирования 35
1.7. Краткая история ведения лесного хозяйства на территории исследования 40
Глава 2. Программа, методика и объекты исследования 46
2.1. Программа работ 46
2.2. Методика работ 46
2.2.1. Составление ландшафтной карты изучаемой территории 46
2.2.2. Выбор объекта исследования и объем исследуемого экспериментального материала 49
2.2.3.Проведсние полевых исследований с целью изучения сукцессии с закладкой пробных площадей 51
2.2.4. Анализ общей базы данных 52
2.3. Объекты исследований 56
2.3.1. Общая ландшафтная характеристика территории исследования.56
2.3.2. Общее состояние лесного фонда исследуемой территории по лесоустроительным данным 1995 г 61
Глава 3. Изучение ландшафтно-тииологической основы 64
3.1.Представленность основных групп типов леса по типам местности 64
3.2. Развитие насаждений в зависимости от группы типа леса и типа местности 67
3.2.1. Распределение преобладающих пород по периодам возраста по типам местности 67
3.2.2. Общий анализ хода сукцессионных процессов по основным группам типов леса 70
3.2.3. Совмещение типа местности и типа леса 73
3.3. Предпосылки и обоснование создания ландшафтной каргы другого масштаба 78
Глава 4. Влияние типов местности на ход сукцессионных процессов по основным группам типов леса в насаждениях естественного происхождения 80
4.1. Брусничная группа 80
4.2. Сфагновая группа 81
4.3. Травяно-таволжная группа 82
4.4. Прирученная группа 86
4.5. Кисличная группа 87
4.6. Черничная группа 95
Глава 5. Влияние типов местности на ход сукцессионных процессов по основным группам типов леса на лесокультурных площадях 104
Глава 6. Группирование лесорастительных условий по сходным сукцессионным процессам и перспективы применения результатов исследован ия 112
Заключение 119
Практические рекомендации 121
Список использованной литературы 123
Приложения 131
- Краткая история ведения лесного хозяйства на территории исследования
- Выбор объекта исследования и объем исследуемого экспериментального материала
- Развитие насаждений в зависимости от группы типа леса и типа местности
- Влияние типов местности на ход сукцессионных процессов по основным группам типов леса на лесокультурных площадях
Краткая история ведения лесного хозяйства на территории исследования
Границы ландшафтов часто имеют расплывчатый характер. На таежных территориях существуют как резкие переходы от одной экосистемы к другой, так и плавные, образующие обширные по площади экотонные зоны. О таких моментах писали А. Г. Исаченко [26], А. Н. Громцев [17] и др. Здесь может помочь картографический анализ факторов ландшафтной дифференциации и ландшафтных границ. Для этой цели на основе имеющихся специальных карт составляются карты, которые условно можно назвать картами ландшафтообразующих факторов. К ним относится, прежде всего «карта твердого фундамента ландшафта», на которой изображаются основные орографические линии, литологические комплексы коренных пород и четвертичных отложений и некоторые характерные генетические формы рельефа или их комплексы (холмисто-моренные, карстовые и др.). Кроме того, используются статистические данные по климату, а также их зависимости от рельефа. Изменения перечисленных факторов сопоставляются с распределением почв и растительности, картой типов местоположений, составленной экспериментальным путем.
Также здесь может быть использован и другой метод: синтез лито-геоморфологических, гидро-климатических, почвенно-геоботанических картографических макетов. Такие среднемасштабные карты сопоставить камеральным путем труднее, но все же удается отобразить основные типы местоположений или их сочетаний. Возможности значительно расширяются при использовании аэрофотоснимков. Так, согласно Д.М. Кирееву [35], в масштабе 1:100000 - 1:50000 возможно изучение в пределах местностей даже урочищ.
При составлении ландшафтных карт широко используются всевозможные карты лесной растительности, поскольку, как отмечает А. Н. Громцев [17], в подавляющем большинстве случаев смену почвообразующих пород достаточно четко отражает изменение состава лесного покрова или изменение типологического спектра лесов, что и является естественным.
Для выявления хода сукцессионных процессов необходимо знать особенности антропогенного воздействия на лесной фонд в разное время, поскольку развитие леса, например, ход естественного возобновления, зависит, в том числе от величины вырубки, технологии лесозаготовок, применяемых механизмов.
По сравнению с другими областями Северо-Запада, Псковская область имеет лучшие условия для сельскохозяйственного производства. В конце 19 - начале 20 веков в России возник дефицит сельхозплощадей. Требовались большие площади для наделения малоземельных крестьян землей. Поэтому на обширных площадях производилась сводка леса для передачи этих земель под сельское хозяйство. Хотя 4 апреля 1888 года был принят Лесоохранительный закон, его положения зачастую не выполнялись. Это приводило к образованию пустырей на лесных землях.
Наибольшие масштабы снижения лесистости отмечались в 1906 - 1914 гг. М.М.Орлов [50] отмечает, что в то время лесистость Псковской губернии составляла 29,8%, а в наиболее лесистых уездах - 44%. Сейчас в Струтокрасненском районе лесистость составляет 64,5%, т.е. в районе треть всех лесов возникла после сельхозпользования или сводки леса под него.
На модельной территории вычленено 5% площади, прошедшей через сельхозпользование. Эта цифра явно занижена, поскольку основным орудием обработки почвы была соха, глубина обработки которой составляла 5-6 см, и нет достоверных признаков использования площадей.
О том, что во время Первой Мировой войны проводился большой объем рубок, видно из «Инструкции для лесоустроительных работ в казенных лесных дачах, расстроенных повреждениями и рубками, вызванными обстоятельствами военного времени» (1916).
После революции 1917 года М.М.Орлов [51] отмечал выдвигаемые требования об отмене централизованного лесоуправления, самого Лесного Устава, регламентирующего лесопользование, о немедленной отмене всех изданных законов и распоряжений, касающихся ничем неоправданных лишений в получении древесины. Рубили лес все, кто мог и хотел. Чтобы прекратить уничтожение лесов, 30 мая 1918 г. принят «Основной закон о лесах». Но Постановлением Совнаркома и Высшего Совета народного хозяйства (ВСНХ) «О заготовке леса» от 03.05.1919 г. предусматривается немедленное обеспечение Главлескома лесосечным фондом в примыкающей к железным дорогам 10-верстной полосе. Понятно, что древесина являлась источником валюты при продаже за рубеж, основой энергетики, поэтому продолжалась рубка леса без соблюдения даже элементарных правил лесного хозяйства.
В 1923 году был принят «Лесной кодекс РСФСР». В формулировке целей лесного хозяйства приоритет был отдан «обеспечению древесиной, как трудового населения, так и государственной потребности и лесной промышленности». При возможности больших запродаж однородного леса в одни руки крупным лесопокупателям делянки отводить большими площадями - целыми лесосеками и даже урочищами». В планах пятилетки 1928 - 1933 г. намечалось дальнейшее увеличение лесозаготовок. С 1929 года началось внедрение сплошных концентрированных рубок. Но к этому времени, хотя и был достигнут пик объема лесозаготовок, был полностью использован весь запас спелых древостоев. Проф. М.Е.Ткаченко отмечал, что в Псковском округе фактически почти не осталось спелых древостоев [22]. Начиная с 1895 года объемы заготовок (площади появившихся насаждений) начинают возрастать вплоть до 1935 года (рис. 1), после чего снижаются более чем в 2 раза. После 1935 г. идет рубка вновь поспевающих насаждений. Около 13% хвойных насаждений возрастом свыше ПО лет представлено в основном сфагновыми сосняками и ельниками, расположенными в недоступных для заготовки местах. За период 1905 - 1935 годы восстановилось более 40% всех древостоев. Поскольку в это время целью хозяйствования были сводка леса под сельхозпользования, площади которого затем стали сокращаться, и заготовка леса без соблюдения элементарных требований правил ведения лесного хозяйства, большая часть вырубленных площадей возобновилась лиственными породами.
Выбор объекта исследования и объем исследуемого экспериментального материала
Основными материалами изучения влияния типов местности на ход сукцессионных процессов были данные базового лесоустройства 1995г. и созданные ландшафтные карты. Поскольку ведение лесного хозяйства в изучаемом объекте (см. п. 1.7.) различалось по правилам, методам и объемам рубок, то оказалось затруднительным проследить ход сукцессии каких-либо конкретных насаждений. Например, сукцессию после сплошных рубок с оставлением подроста невозможно просмотреть по имеющимся данным лесоустройства 1995г., так как в различное время под такие рубки отводились разные площади в разных объемах, древостой рубили различными методами, использовались разные способы очистки лесосек и т.д., а, значит, ход сукцессионных процессов шел по-разному. Поэтому в данной работе рассматривается лишь общий ход сукцессионных процессов по всем естественным насаждениям, а также по лесокультурным площадям только до возраста насаждений 35 лет, потому что в связи с историей ведения лесного хозяйства, это период примерно одинакового лесокультурного хозяйствования. По данным анализа для корректировки полученных результатов, изучения зависимостей, а также других значимых показателей были выбраны объекты дополнительного исследования. От каждого имеющегося (выделенного, объединенного) типа леса либо геокомплекса подвергались исследованию наиболее характерные таксационные выдела. Работа проводилась по основным видам лесных объектов и основным мероприятиям: -по спелым древостоям и рубкам главного пользования; -по молоднякам и рубкам ухода; -по вырубкам, непокрытым лесом площадям, лесным культурам, с.е.в.. Преимущество отдавалось двум последним категориям, потому что они с учетом имеющихся данных о бывших насаждениях представляют наиболее полную картину сукцессионных процессов. Преимущественно рассматривались типы местности и типы леса, значительно представленные по площади, и которые показали различный ход сукцессионных процессов. Среди типов леса - это черничники и кисличники. Среди типов местностей - это Pf, Pgf,Pl, Pfl, Pg, а также Lf, Lfe, Pgfk. Травяно-таволговая и приручейная группы типов леса практически не рассматривались вследствие незначительной представленности их в молодняках на изучаемой территории.
Такие и другие мало представленные категории изучались также по сравнению описаний, полученных при исследовании линий электропередач шириной 40 м и прилегающим стенам леса в единых условиях. Определение объема исследуемого \ экспериментального материала. Общее изучение ландшафтно-типологической основы проводилось согласно ландшафтной карте масштаба 1:100000 на площади 18021 га по 432/ выделам, а детальное изучение зависимостей - но карте масштаба 1:25000 на площади около 9500 га по 2220 выделам. При этом использовались данные лесоустройства 1995 г. Дополнительные работы по изучению хода сукцессионных процессов по выделенным в результате анализа данных ішіам условий для корректировки, нодінсрждснии результатов анализов были собраны в объеме, необходимом и достаточном, при существовании объектов как таковых. Сбор экспериментального материала осуществлялся в 2000-2001 гг. Объем полученного материала составил около 400 выделов (18%) общей площадью около 1200 га (13%). Перед выходом на объект выбирались участки обследования, составлялись абриса, выкопировки изучаемых участков, подбирались аэрофотоснимки (АФС). С помощью АФС, выкопировок и абрисов находили участки в натуре; 1. В полевых условиях таксационный выдел глазомерным или глазомерно-измерительным способом обследовался полностью. Рассматривались таксационные показатели насаждения, дрсвостосв; однородность выдела; тип гсокомплскса; проведенные лссохозяиствсппыс мероприятия; оценка насаждения в целом. Осуществлялась прикопка почвы для ее описания. 2. В случае затруднения глазомерной, глазомерно-измерительной оценки выдела закладывались пробы для проведения измерительной таксации. 3. Для изучаемых групп в молодом возрасте проводилась также измерительная таксация с закладкой пробных площадей для определения средней абсолютной полноты каждого элемента леса.
Развитие насаждений в зависимости от группы типа леса и типа местности
Рассмотрим сукцессию как естественный процесс, возникающий с самого начала после какого-либо антропогенного вмешательства в лесную среду, в частности, после рубки леса. Лесокультурные и прочие земли были исключены из анализа, так как они не показывают естественного хода роста древостоев после вырубки. Однако при рассмотрении всего лесного фонда общая картина практически не меняется.
Распределения по данному пункту представлены в приложении 1-а. ВМ, BMD, ВО, BOD - эти типы местности можно объединить в одну группу по ходу сукцессионного процесса, так как по всем периодам возраста всех местностей доминируют сосновые насаждения. В возрасте примерно до 80 лет здесь встречаются и другие насаждения, занимающие относительно малые площади, которые впоследствии переходят в площади с доминированием сосновых древостоев.
Следует заметить, что некоторое присутствие площадей с другими нехарактерными преобладающими породами является таксисе ошибочным отнесением таких выделов к данному типу местности. Это замечание относится и к другим местностям, которое подтверждается повторными полевыми исследованиями. В прил. 4 представлено расхождение площадей типов местностей, полученных при первичных и повторных исследованиях при составлении ландшафтных карт в различном масштабе (в среднем 30 % расхожден ий). АВ, AF, BE, LFK, PFG. Данные типы местности представляют сложность для анализа. Во-первых, они незначительно представлены по площади; во-вторых, распределение преобладающих пород по периодам возраста на этих местностях очень хаотично. KF - «чисто сосновые площади». Здесь доминируют насаждения с преобладанием исключительно сосновых древостоев. LF, На площадях данной местности до возраста 10 лет преобладают березовые насаждения. Далее доминируют сосновые насаждения, причем до 90 лет сохраняется значительная доля березы, которая впоследствии выпадает, вырубается, заменяется еловыми древостоями. Доля еловых насаждений существенна, с возрастом слабо увеличивается, но невелика.
LFE. На этой местности также по всем возрастам прослеживается слабое увеличение доли еловых насаждений, которая существенна только после 100 лет. До этого возраста равномерно доминируют на первом месте березовые насаждения, на втором - насаждения ольхи черной. Встречаются также насаждения с преобладанием осины. Pgf, Насаждений с преобладанием сосны, ольхи черной и серой здесь практически нет. До 20 лет преобладают примерно в равных частях березовые и осиновые насаждения. С 21 до 80 лет относительная доля березовых насаждений увеличивается, появляются еловые насаждения. С 81 до ПО лет наблюдается резкое снижение площадей березовых и осиновых насаждений, увеличение площадей еловых насаждений, что связано с вырубкой лиственных насаждений и с ведением лесного хозяйства в прошлом (особенности рубок 1880-1915гг), со сменой лиственных пород на еловые насаждения. Насаждения 111-160 лет присутствуют на незначительных площадях. Это труднодоступные, низкого бонитета и качества насаждения ели. Pf. Характер распределения преобладающих пород по периодам возраста на этой местности подобен распределению на местности LF. Lg. Здесь до 90 лет доминируют березовые насаждения. Насаждения других пород представлены на незначительных площадях. В возрасте 91-100 лет доминируют еловые леса, а после 101 г - сосновые. Однако преобладание еловых насаждений в этом возрасте не существенно, так как площадь данной категории относительно невелика. Pfk. На этой местности также до 90 лет доминируют березовые насаждения. В следующих возрастах на очень незначительных площадях встречаются насаждения ели, ольхи черной, березы.
Зарастание вырубок на данной местности происходит в основном березой, ольхой серой и осиной. До 40 лет преобладают насаждения ольхи серой. Далее до 80 лет доминируют березовые насаждения, причем до 60 лет на значительных площадях присутствуют насаждения ольхи серой. С 60 лет начинает возрастать доля осиновых насаждений, которые в возрасте 81-110 лет преобладают. Насаждения старших периодов возраста представлены на незначительных площадях, где доминирует ель, ольха черная и сосна. Здесь представлены во времени разные доминирующие породы: сначала доминирует ольха серая с березой, затем береза с ольхой серой, потом осина, и в конечном итоге долгожителями и конкурентно-способными остаются ель, ольха черная и сосна. Однако такой результат также связан не только со сменой пород, но и с разными условиями местопроизрастания, с характером проводимых рубок как в прошлом, так и сейчас. Проводимые ранее концентрированные рубки, значительные рубки "без правил" вызвали обилие лиственных пород.
Влияние типов местности на ход сукцессионных процессов по основным группам типов леса на лесокультурных площадях
Познания в области влияния ландшафтной структуры территории на ход сукцессионных процессов на лесокультурных площадях в молодом возрасте /до 40 лет / (обоснования см. в гл.2, п.7) также являются необходимыми при ведении лесного хозяйства. Чтобы изначально иметь желаемую целевую породу, в основном сажают лесные культуры. При этом необходимо знать следующие основные моменты: во-первых, какие лесные культуры необходимы в конкретных условиях; во-вторых, в каких условиях не следует создавать культуры в связи с нежелательной интенсивной сменой пород. С учетом выше приведенного обоснования ландшафтно-типологического подхода анализ хода сукцессионных процессов по лесокультурным площадям в зависимости от типа местности проводится по распределениям лесопокрытых лесокультурных площадей по преобладающим породам и периодам возраста по основным группам типов леса. При этом рассматриваются оценка насаждений и проведенные хозмероприятия. Сначала рассмотрим анализ хозмероприятий и оценку насаждений в целом для общего представления хозяйственной деятельности и лесного фонда, в том числе лесокультурного. Анализ лесохозяйственных мероприятий. Расчетные таблицы анализа хозмероприятий приведены в прил. 11,12,13. Установлено, что в преобладающем большинстве по изучаемой выборке площадей (преимущественно выдела молодняков) хозмероприятия не запроектированы - 20%, или запроектированы естественное возобновление - 20%, лесные культуры ели -13%, а также в меньшей степени - уход за лесными культурами, 30% прореживание. На 2000г выполнены следующие основные мероприятия: создание лесных культуры ели и сосны в бороздах (15%) и лесных культур в дискретно подготовленную почву (5%). В 13 % случаях площади оставлены под естественное возобновление. В основном же выдела находятся в состоянии, где результаты выполненных мероприятий не обнаружены (40%). В целом обоснованно выполненные мероприятия составляют 70%. Необоснованным главным образом является отсутствие мероприятий или оставление выделов под естественное возобновление без содействия ему. Выполненные мероприятия более чем на 70% - неудовлетворительные. Неудовлетворительную оценку имеют насаждения, которые не подвергались уходу, где созданы лесные культуры в недостаточном количестве, где лиственные породы заглушают хвойные породы.
Основными недостатками насаждений являются значительная полнота насаждения, отсутствие целевых хвойных пород или смена их на лиственные. Поэтому таким насаждениям, значительная часть которых - молодняки, требуются мероприятия по улучшению, главным образом рубки ухода - прочистки и прореживания различной интенсивности и реконструкция насаждений. Удовлетворительную и хорошую оценку имеют насаждения, которые подвергались следующим мероприятиям: подготовка почвы под создание лесных культур, сплошнолесосечные рубки, осветления 40, 50, 70 и 80%, прореживания 40%, лесные культуры в бороздах и осветление с помощью секора. По данной выборке полевых исследований 327 выделов (80%) приходится на молодняки, в том числе на лесные культуры — 46%. На момент осмотра насаждений установлено, что с точки зрения интенсивного ведения лесного хозяйства на 280 выделах молодняков (86%) требуются рубки ухода. С 1995г запроектировано 107 выделов молодняков (33%) под рубки ухода, а на 2000г проведено ухода на 42 выделах (15% от требуемых), в т. ч. 70% лесокультурных. При этом удовлетворительно уход выполнен только на 13 выделах (5% от требуемого количества). Основными причинами неудовлетворительного результата мероприятий являются оставление под естественное возобновление (без содействия), недостаточное для предотвращения нежелательной смены пород, отсутствие ухода за лесными культурами, а также недостаточное количество посадочных мест и недостаточный процент выборки при рубках ухода. Обобщая вышеизложенное, складывается картина, что лесохозяйственная деятельность ведется очень слабо, не по величине вырубленных и вырубаемых площадей. Площади после рубок преимущественно оставляются просто под естественное возобновление. Лесные культуры высаживаются в недостаточном количестве. Рубки ухода практически не проводятся. В результате в молодняках наблюдается чрезмерная полнота и нежелательная смена пород, отпад целевых экземпляров. В настоящее время с точки зрения интенсивного ведения лесного хозяйства на 86% выделах требуются рубки ухода. Таким образом, особое внимание следует уделить площадям, оставляемым под естественное возобновление, и требующих ухода многим насаждениям. Если не заниматься рубками ухода, особенно в молодняках, то большинство площадей возобновится лиственными породами, которые заглушают хвойные, и к возрасту рубки станет нежелательный лиственный лес, а создание лесных культур станет преимущественно бесполезной работой. При исследовании лесных культур в молодом возрасте (до 15 лет) установлено, что культуры в основном заглушаются лиственными.
Главной причиной этого является отсутствие уходов, а также плохое качество как создания культур, так и самих культур. Посадки чаще всего осуществляются не на всей площади, требующей создания культур. В качестве посадочного материала ели (основной лесокультурной породы) в подавляющем большинстве используются переростки, посаженные в дискретно подготовленную почву. Такие культуры плохо приживаются. Встречаются случаи, когда культуры ели создаются на брусничнике или черничнике свежем на безвалунных песках, в условиях, соответствующих для произрастания сосны. На таких площадях значительная часть культур ели погибает, а естественно возобновляется целевая порода сосна с березой. Большинство насаждений лесных культур имеют неудовлетворительную оценку, а положительную - преимущественно на брусничнике, а также в редких случаях с проведенными уходами за культурами. Это подтверждается исследованиями проведенных хозмероприятий и оценкой качества насаждения в целом. Поэтому разграничение площадей в зависимости от проведенных мероприятий здесь не производится. По данным лесоустройства лесокультурные площади сосредоточены в брусничной, черничной, а также кисличной группах типов леса. Естественно, не сажаются лесные культуры на сфагнозниках (преимущественно сюда относятся болота), а также мало лесных культур в травяно- таволжной и приручейной группах. Это видно из прил. 8. В последних двух группах типов леса также мало и молодняков естественного происхождения. Такие влажные участки с березово-черноольховыми лесами не пользуются спросом у лесозаготовителей, а лесохозяйственникам легче, а иногда и разумнее, посадить культуры, например, в черничнике, чем в травяно-таволжнике. Анализ лесокультурных площадей проводится по данным полевых исследований, поскольку установлено, что значительная часть лесоустроительных данных по лесокультурным площадям не соответствует действительности.
