Содержание к диссертации
Введение
1. Природные условия региона исследования 8
1.1. Климат 8
1.2. Орографические, эдафические условия 10
1.3. Лесной фонд 11
2. Генезис ельников, (литературный обзор) 15
2.1. Генезис ельников 15
2.2. Освоение и восстановление ельников 18
3. Программа, методика, объём работ, объекты исследования 23
3.1. Программа, методика работ 23
3.2. Объём выполненных работ 27
3.3. Краткая характеристика объектов исследования 29
4. Структура лесного фонда и лиственных насаждений 34
4.1. Динамика состояния лесного фонда 34
4.2. Формирование, типы и категории берёзовых насаждений 37
4.3. Особенности роста и формирования подпологовой ели 40
5. Изменение экологических условий после рубок 45
5.1. Сохранение лесной среды, повреждаемость почв 45
5.2. Снегонакопление, промерзаемость почв 53
5.3. Температурный режим почв 55
5.4. Вегетация подроста ели 57
5.5. Водно-физические свойства почв 61
5.6. Динамика живого напочвенного покрова 64
6. Восстановление ельников главными рубками 69
6.1. Сплошные рубки с предварительным возобновлением 69
6.1.1. Оценка сохранения компонентов древостоя 69
6.1.2. Динамика формирования древостоя 75
6.1.3. Особенности роста ели 78
6.2. Постепенная система рубок, длительно-постепенные рубки 82
6.2.1. Повреждение компонентов древостоя 83
6.2.2. Состояние сохраняемой части древостоя 85
6.2.3. Особенности роста лиственного полога 88
6.2.4. Повреждаемость елового элемента леса 92
6.2.5. Динамика роста ели 94
6.3. Равномерно-постепенные рубки 96
6.3.1. Повреждаемость древесной растительности 99
6.3.2. Устойчивость древостоя, рост лиственного полога 100
6.4. Формирование ельников постепенными рубками 102
6.4.1. Динамика роста ели 102
6.4.2. Плодоношение ели 106
6.4.3. Предотвращение вегетативного возобновления 109
6.4.4. Эффективность постепенных рубок 112
7. Восстановление ельников рубками ухода 115
7.1. Рубки нереформирования 115
7.2. Комплексные рубки 120
8. Надземная фитомасса ели 129
8.1. Жизненное состояние подпологовой ели 129
8.2. Морфологические и морфометрические показатели хвои 130
8.2. Надземная фитомасса подпологовой ели 134
Выводы и рекомендации производству 139
Литература
- Орографические, эдафические условия
- Освоение и восстановление ельников
- Краткая характеристика объектов исследования
- Формирование, типы и категории берёзовых насаждений
Введение к работе
По лесорастительным условиям территория региона исследования в наибольшей мере соответствует произрастанию ельников. В структуре лесного фонда Вологодской области за счёт широкого применения сплошных рубок и пожаров произошли значительные изменения. Площадь хвойных сократилась на 27%, на месте которых сформировались, занимая свыше 2/5 от покрытой лесом территории, мягколиственные насаждения с запасом древесины в 685 млн. м3 [128]. В сформировавшейся новой структуре лесного фонда, в виде производных (вторичных) лиственных насаждений, под древесным пологом на 70 % их площади имеется еловый элемент леса, способный при определённых условиях восстановить своё господство. Естественный же лесообразователь-ный процесс, несмотря на биологические свойства ели, позволяющие ей восстанавливать своё господство [152], растягивается на 150-270 лет [16, 261].
Для предотвращения нежелательной смены пород, которая является одной из причин ухудшения структуры лесного фонда, необходимо более широкое внедрение в практику лесопользования несплошных видов рубок [41, 176]. Ускоренное восстановление коренных ельников, а вместе с этим рациональное освоение вторичных лесов, требует научно-обоснованной разработки и реализации системы лесохозяйственных мероприятий с использованием естественного возобновления на всех стадиях онтогенеза лиственных, лиственно-еловых насаждений с учётом региональных природных условий [74, 119, 120].
Актуальность темы. Эксплуатация лесов с возрастающими темпами сплошных рубок до 90"х годов прошлого столетия, сосредоточение сырьевого лесопользования вблизи транспортных путей в последние 10-15 лет, а также систематически повторяющиеся пожары, обусловили ухудшение структуры лесного фонда во многих регионах России. Последствиями в таёжных лесах, выполняющих главенствующую нагрузку не только сырьевого, но экологического и социального их значения, явилось резкое сокращение хвойных насаждений. Разработка, внедрение системы и отдельных мероприятий по стабили-
зации и улучшению бореальных лесов является актуальной в научной, практической лесохозяйственной и лесопромышленной деятельности в целом по стране и в региональном аспекте.
Цель и основные задачи исследования. Целью настоящей работы являлось разработка научно-обоснованных, перспективных мероприятий по восстановлению тёмнохвоиных формаций на месте вторичных лиственных, лиственно-еловых насаждений в подзонах средней и южной тайги Европейского Севера на примере Вологодской области при различных системах, способах рубок и применяемой лесозаготовительной техники. Основные задачи работы заключались в следующем: 1. Выявление изменений в динамике структуры лесного фонда; 2. Трансформация экологических, лесорастительных условий, состояния древесной растительности после лесосечных работ с использованием различной лесозаготовительной техники; 3. Динамика жизненного состояния и роста подпологовой ели до и после рубок разной интенсивности; 4. Влияние изреживаиия древостоя на плодоношение подпологовой ели; 5. Обоснование в региональном аспекте систем, способов, методов рубок в лиственных, лиственно-еловых насаждениях по восстановлению тёмнохвоиных формаций из предварительного и сопутствующего возобновления.
Научная новизна. Осуществлено научное обоснование и разработка комплекса мероприятий использования естественного лесообразовательного процесса по восстановлению тёмнохвоиных формаций во вторичных лесах южной части северной и северной части южной тайги Европейского Севера. Выявлены региональные биологические особенности, рост и формирование подпологовой ели, её' приспособительная реакция на разных стадиях онтогенеза к изменившимся после рубок условиям внешней среды. Разработаны критерии оценки жизненного состояния подпологовой ели по внешним признакам для назначения интенсивности изреживания господствующего древесного полога и лесоводственной эффективности рубок.
Обоснованность выводов и рекомендаций. Обоснованность выводов и
6 достоверность результатов исследований подтверждается данными натурных экспериментов, длительным сроком наблюдений. Материал исследования обработан с применением методов математической статистики с использованием ЭВМ.
Комплексные мониторинговые научные исследования проводились на 12
специально заложенных стационарах и 32 производственных объектах, где бы
ло исследовано 67 пробных площадей. Стационарные объекты заложены в
^1 1984-2004 г.г. Вологодской региональной лабораторией Северного НИИ лесно-
го хозяйства. На всех пробных площадях проведены повторные лесоучётные работы со сплошным перечётом древостоя, замером высот, рубкой и анализом модельных деревьев, описанием почвенного и напочвенного покрова, определением влажности, температурного режима почв, состояния снежного покрова. До настоящего времени проводятся исследования на стационарах и постановка экспериментов, как продолжение ранее начатых.
Основные положения, выносимые па защиту:
Изменение структуры лесного фонда в регионе;
Состояние, типы и категории лиственных, лиственно-еловых насаждений и их обеспеченность подпологовым хвойным элементом леса;
Фактически возможная площадь сохранения лесной среды, предварительного возобновления при различных технологических процессах лесозаготовок, применяемой и внедряемой лесозаготовительной техники;
* 4. Обоснование методов, способов, интенсивности изреживания древо-
стоя по восстановлению ельников, доращиванию части берёзы на фанерный кряж и пиловочник;
5. Особенности роста и продуктивности насаждений, формирующихся после различных видов рубок.
Практическая значимость работы. Выполненные исследования яв-
. ляются обоснованием систем, способов, методов, интенсивности рубок главно-
го и промежуточного пользований, позволяющих восстанавливать коренные
ельники на месте вторичных лиственных, лиственно-еловых лесов на разных стадиях их онтогенеза с использованием естественного предварительного и сопутствующего возобновления. Результаты исследования использованы при подготовке региональных руководств по длительно-постепенным, равномерно-постепенным рубкам, рубкам переформирования и обновления, оставлению фаутной осины на корню, сортиментной заготовке древесины (Вологда, 2001-2005), которые используются при лесопользовании па территории Вологодской области.
Личный вклад автора. Диссертантом разработаны теоретические и методические положения решения поставленной проблемы, обобщены результаты прежних исследований, осуществлены повторные лесоучётные работы, обработан и проанализирован экспериментальный материал, сделаны выводы и даны практические рекомендации. При непосредственном участии автора разработаны региональные руководства для освоения лесосечного фонда с разными способами и методами рубок, применением лесозаготовительной техники.
Апробации работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международных и федеральных совещаниях (Санкт-Петербург, 2002; Гомель, 2003; Санкт-Петербург, 2004); региональных конференциях (Вологда, 2004, 2005); научно-технических конференциях студентов и аспирантов (Вологда, 2001-2005); практических семинарах и техучё'бах, организуемых Правительством Вологодской области, ГУПР по Вологодской области с демонстрацией опытных, опытно-производственных стационаров (Череповец, 2001; Белозерск, 2002,2003; Вытегра, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендации производству, библиографического списка из 280 наименований отечественных и зарубежных авторов. Материал выполненного исследования изложен на 168 страницах, включает 57 таблиц, 17 рисунков и приложение на 15 страницах.
Орографические, эдафические условия
В орографическом отношении территория имеет как типично гористый рельеф, так и равнинные пространства с отчётливыми следами нескольких оледенений и наступлений моря (трансгрессий). Наиболее ощутимы следы последнего (Валдайского) оледенения [218]. Распространены преимущественно ландшафты пенепленизированных, цокольноденудационных ледниковых образований [97, 98, 173,204,251].
Западная часть области представлена моренно-озёриым рельефом с сочетанием моренных холмов и гряд со впадинами озёр, вокруг которых образовались обширные, заболоченные низины [252]. В этой части находятся самые высокие (Вепсовская возвышенность -304 м) и самые низкие (Прионежская низина -34 м) высотные отметки. Центральная часть имеет холмисто-долинно-низинный рельеф. Восточная представлена волнисто-увалистой равниной.
В геологическом строении принимают участие докембрийские кристаллические породы (архея, протерозоя), перекрытые толщей мало нарушенных палеозойских и мезозойских осадочных пород, главным образом отложениями девонской, каменноугольной, пермской, триассовой и юрской систем. Отложения представлены мергелистой толщей, глинами, песками, песчаниками, известняками, конгломератами [26, 185].
Почвообразующими породами в северной части являются валунные суглинки, супеси, пески, двучленные наносы. В западной и центральной частях - карбонатный валунный суглинок, перекрытый покровным суглинком, супесью и песком. В юго-западной части - древ неаллювиальные пески и супе си; в южной - покровный суглинок.
Основным типом почв является подзолистый, представленный в основном иллювиально-гумусово-железистыми, иллювиально-железистыми и железистыми подзолами песчаного и супесчаного механического состава [181, 212]. Данный тип почв занимает около 60% площади. Наряду с этим имеют место дер нов о-карбонатный (5%) и пойменный (3%) типы.
Экологические факторы, и прежде всего, климатические, орографические, эдафические определяют видовое разнообразие растительного покрова. Преобладают леса (около 76% территории). Регион исследования является одним из облесённых в европейской части Российской Федерации [129, 147]. Около 80% территории (14,6 млн. га) со ставляют земли гослесфонда (8,4 млн. га) и сельских (2,9 млн. га) лесов. Покрытая лесом (87%), представлена насаждениями естественного происхождения (табл. 1). Искусственные занимают менее 5% площади, а включая несомк-нувшиеся культуры - 6%.
Среди непокрытых лесом земель преобладают вырубки (92%). Достаточно велика (8%) доля ветровальников. Последняя массовая ветровальность про-изошла в 1999 году.
В категории нелесных земель доминируют (10%) болота. Их наибольшее количество, включая и воды (11% от нелесной площади), сосредоточено на западе и юго-западе. Заболачивание протекало за счёт заболачивания суши и водоёмов [84, 192].
Основными л есо образующим и породами являются ель (Picea abies L.), сосна (Pinus silvestris L.), берёза (Betula pubescens Ehrh.), осина (Populus tremula L.). Менее распространёнными являются ольшаники (Alnus glutinosa, incana Moench.) и ивняки (Salix L.). По поймам рек в составе древостоя встречается вяз (Ulmus pinnato-ramosa). Лиственница (Larix europaea D. С.) и кедр (Pinus sibirica Rupr. Mayr.) вводятся искусственным путём.
Из покрытой лесом площади, на долю хвойных приходится 53% территории. Наибольший запас и площадь имеют тёмнохвойные формации. Лучшими для формирования ельников являются условия местопроизрастания, сложенные свежими дренированными суглинками, супесями и влажными почвами с проточным увлажнением.
Производительность древостоя в хвойных лесах характеризуется от I а до V а классов бонитета. Изменчивость этого показателя от 1 а до V а классов в сосняках связана с тем, что сосна в силу биологических особенностей способна произрастать в разнообразных лесорастительных условиях - от песчаных почв до верховых торфяных. Ель, более требовательная к богатству почв порода, произрастает преимущественно по III-IV классам бонитета [221]. Среди лиственных преобладающими (81%) являются берёзовые насаждения.
В отношении сомкнутости древостоев следует отметить, что преобладают среднеполнотные (полноты 0,5-0,7) насаждения, на долю которых приходится 60%. Высокополнотные занимают 37%, в том числе с полнотами 0,9-1,0 -13%. Они представлены преимущественно смешанными лиственно-хвойными средневозрастными древостоями на богатых легкосуглинистых и супесчаных почвах. На долю низкополнотных (0,3-0,4) насаждений приходится всего 3% от лесопокрытой площади.
Освоение и восстановление ельников
Промышленные рубки в своём историческом аспекте по Вологодской области имели такую последовательность: приисковые, подневольно-выборочные, условно-сплошные, сплошные концентрированные и сплошные с сохранением подроста хвойных пород. Каждый из видов рубок обуславливался потребностью в древесине. Низкая интенсивность выборки древесного полога была характерна приисковым рубкам.
Под влиянием растущего спроса на древесину и при непрерывном изменении требований к отпускным размерам деревьев развивались подневольно-выборочные. Уменьшение отпускных размеров влекло за собой увеличение интенсивности изреживания. В связи с этим А.С. Рожков (1911) считал, что эти рубки стали терять черты подневольных и предложил их называть интенсивно выборочными или условно-сплошными. Для таких рубок автором предусматривался 160-летний оборот с минимальным отпускным диаметром в 22 см. Однако рубки по данной схеме не получили выхода в практику.
С 1922 года в промышленных лесах были введены сплошные концентрированные рубки, которые в сравнении с подневольно-выборочными, создавали возможность механизации и концентрации лесозаготовок. Для их внедрения в практику в то время ещё не создались условия из-за отсутствия сети сухопутных путей транспорта и затруднений в сплаве лиственных пород. Поэтому, несмотря на введение сплошных рубок, были широко распространены условно-сплошные. При этих рубках сохранялись лиственные породы и тонкомерные фаутные хвойные. С 1948 года условно-сплошные рубки были запущены официально в качестве временного мероприятия. Их масштабы в конце 50 х годов превышали необходимый объём по области в 4 раза.
Данные по лесоводственной оценке условно-сплошных рубок можно разделить на две группы. Первая освещает их в период слабой механизации лесозаготовок (конная трелёвка, зимняя заготовка) и малой потребности народного хозяйства в тонкомерной хвойной и лиственной древесине. Вторая группа касается исследований за послевоенный период, когда механизированная заготовка позволила вести рубку в течение всего года, а потребность в низкосортной хвойной и лиственной древесине увеличилась. Обстоятельный анализ рубок прошлых лет на Севере дан И.В. Стратоновичем (1932), СВ. Алексеевым и А.А. Молчановым (1938, 1954).
Внедрение в практику сплошных концентрированных рубок получило с возрастающими объёмами распространение по мере совершенствования лесозаготовительной техники. Масштабное применение сплошных рубок с циклически повторяющимися вспышками пожаров постепенно привели к ухудшению структуры лесного фонда области.
Сплошные рубки с сохранением подроста и тонкомера, а также постепенные рубки внедряются в практику за последние 20-25 лет. При оценке таких
рубок, основное внимание уделялось исследованиям по выживаемости, энергии роста оставшейся части древостоя, возобновлению вырубок. Для условно-сплошных рубок довольно много сведений приводится о нерациональном использовании лесного фонда [33, 34, 148, 149, 178]. Наряду с неудовлетворительной оценкой лесоводственных аспектов указанных рубок [9, 33, 226, 254], ряд исследователей [51] отмечает, что большой лесоводственный эффект и предотвращение смены пород даёт оставление здорового елового элемента леса при значительном его количестве.
Лесная наука и практика рассматривала нежелательную смену хвойных лесов на лиственные с двух позиций. С одной стороны - недопущение смены пород в результате рубок главного пользования. С другой - ускорение процесса замены вторичного лиственного насаждения на хвойные лесоводственными приёмами. В первом случае предполагалось проводить в хвойных лесах несплошные рубки с отпускного диаметра [41, 176, 179], а во втором - создавать благоприятные условия для ели, находящейся под пологом лиственных пород [73,74, 119, 120,228,230,231,232].
В ряде исследований [89, 109, 156] отмечается благотворное влияние лиственных пород па рост ели последующего возобновления. Однако, в формирующихся лиственных насаждениях, самосев ели угнетается с раннего (с 5-7 лет) возраста [35, 59, 157]. К 20-30 годам рост угнетённых елей настолько замедляется, что они даже в возрасте 80-100 лет не способны войти в верхний ярус [100].
Интенсивное угнетение ели в условиях подзоны южной тайги наблюдается в 25-30-лстнем (Чибисов, 1971), а в северной (Бахтин, 1988) - в 30-45-летнем возрасте. То есть, в более благоприятных условиях из-за ухудшения освещённости и гидротермальных условий раньше наступает период замедления роста ели.
Краткая характеристика объектов исследования
Исследования по изучению особенностей состояния, роста ели естественного возобновления до и после рубок главного и промежуточного пользования были выполнены на стационарных объектах, расположенных в Белозерском, Вологодском, Грязовецком, Кадниковском, Кирилловском, Тарногском, Тотем-ском и других лесхозах (рис. 1):
Стационар "Яоробово" - Расположен в кв. 149 Вологодского лесничества Вологодского лесхоза на площади 24 га. Лесосечный фонд представлял собой спелые и приспевающие лиственные насаждения с наличием подпологово-го елового элемента леса преимущественно последующей генерации. В основном пологе преобладающей породой являлась берёза (6-9 единиц) с участием осины (1-4 единицы).
На стационаре размещены производственные и специально заложенные нами опытно-производственные объекты, включающие 8 вариантов по длительно-постепенным, равномерно-постепенным рубкам и рубкам переформирования с сортиментной заготовкой древесины. Интенсивность выборки лиственного полога устанавливалась по отпускному диаметру для каждой древесной породы или заданной для сохранения лиственного полога полноте. Лесосечные работы выполнялись бригадой вальщиков (бензопилы "Xyckvarna") со сбором и вывозкой сортиментов форвардерами.
Еловый элемент леса по своему физиологическому состоянию характеризовался высоким жизненным состоянием. Подпологовая ель в них была представлена в основном крупным подростом высотой до 8-10 м при возрасте 40-55 лет в количестве свыше 2,0-2,5 тыс. шт/га.
Стационар "Северная Ферма" - Расположен в кв. 20 Кубенского лесничества Вологодского лесхоза и имеет площадь 18 га. Лесосечный фонд был представлен спелыми лиственными насаждениями, под пологом которого имелось достаточное количество ели предварительной и последующей генерации для формирования из неё в дальнейшем хвойных насаждений. Преобладающей породой являлась берёза (6-9 единиц). Долевое участие ели в господствующем ярусе, даже в отдельных случаях, не превышало 2-3 единиц.
Опытно-производственный объект заложен с целью оценки возможности использования комплекса агрегатных машин, обеспечивающих сортиментную заготовку (харвестер и форвардер), при производстве длительно-постепенных рубок по восстановлению коренных ельников. Лесосечные работы велись по верховому методу с отпускного диаметра.
Стационар "Сизьма" - Расположен в кв. 219 Ниловицкого лесничества Кирилловского лесхоза на площади 41 га. Древостой был представлен спелыми лиственными насаждениями преимущественно с недостаточным количеством хвойного элемента леса (ель) под его пологом (600-1160 шт/га). Основной древесной породой являлась берёза (6-9 единиц по составу) с участием осины (1-4 единицы).
Закладка опытно-производственных равномерно-постепенных и длительно-постепенных рубок с сортиментной заготовкой древесины предусматривала проведение многосторонних исследований, касающихся определения влияния интенсивности изреживания древесного полога на плодоношение под-пологовой ели, рассев семян, появление и развитие всходов, самосева, подроста в лиственных насаждениях с выраженным задернением почв; выявления возможностей доращивания сохраняемой части лиственных пород на целевые сортименты при разных методах отбора деревьев в рубку; создания благоприятных условий для последующего возобновления хвойными породами и переформирования лиственных насаждений в хвойные.
Для предотвращения вегетативной способности размножения осины заложены объекты с окольцовыванием стволов бензопилами с двойным пропилом, а также с внесением в стволовую древесину раундапа.
Стационар "Истопная" - Расположен в двух лесничествах (Восьин-ское, Монзенское) Грязовецкого лесхоза. Он (стационар) представлен 3 обособленными лесными массивами, которые существенно различаются по лесо-растительным условиям, типам насаждений и наличию в них елового элемента леса.
Лесной массив в кв. 123 Восьинского лесничества представляет собой варианты преобразования древостоя посредством рубки переформирования и последующим созданием частичных подпологовых культур. Интенсивность выборки лиственного полога с составом 8-9Б 1-20С ед. Ив, Е принята по отпускному диаметру (свыше 12, 16, 20 см). Количество подроста с куртинным его расположением не превышало 500-600 шт/га с варьированием высоты от 0,5 до 6,0 м.
Разработка делянок велась комплексом агрегатных машин с сортимент-ной заготовкой древесины (харвестеры - "Akkerman", "Locomo"; форвардеры -"Locomo"). Тип условий местопроизрастания характеризовался широким разнообразием: от черничников свежих до торфянисто-глеевых почв.
Опытно-производственные длительно-постепенные рубки заложены в еловом и елово-лиственном насаждении (кв. 45 Восьинского лесничества) с выборкой деревьев по отпускному диаметру в диапазоне 16- 22 см. Лесосечные работы выполнялись в двух вариантах: бригадой вальщиков (бензопилы "Xyckvarna") со сбором и вывозкой сортиментов форвардером, комплексом (харвестеры и форвардеры) агрегатных машин.
Древостой на этих лесосеках характеризовался довольно высокими таксационными показателями (бонитет I—II, запас древостоя - свыше 250 м3/га), наличием елового подроста и деревьев II яруса свыше 5 тыс. шт/га. Еловый подпологовый элемент леса по физиологическому состоянию характеризовался как сильно угнетённый.
Формирование, типы и категории берёзовых насаждений
Чистые березняки (I категория) образуются на сплошных вырубках и гарях удалённых от источников обсеменения, а также при отсутствии или слабом плодоношении хвойных пород в первые 2-3 года после лесоразрушающих факторов (вырубка леса, пожары). Чистые березняки, как правило, высокополнот-ные (0,8 и выше). Подпологовая ель в них не имеет распространения и встречается единично. Наибольшее представительство чистых березняков отмечается на вырубках последних 10-летий и в загущенных насаждениях.
Березняки с елью последующего возобновления (II категория) характеризуются тем, что тёмнохвойные формации в них представлены в виде подроста со сравнительно однородной высотно-возрастной градацией. Количественный состав подроста ели имеет широкий диапазон - вплоть до 15-17 тыс. шт/га, преимущественно с равномерным размещением по площади. Группово-куртин-ный характер распространён в высокополнотных древостоях с мозаичностыо лесорастительных условий. Преимущественно это березняки 30-60-летнего воз раста.
Березняка с елью предварительного и последующего возобновления (III категория) формируются на вырубках с частичным сохранением подроста. Ель представлена несколькими возрастными поколениями. Однако, несмотря на разнообразие высотно-возрастного строения, она находится практически во II ярусе древостоя.
Берёзово-еловые насаждения (IV категория) сформировались на гарях первой половины XX века. Для них характерна более глубокая в сравнении с III категорией высотно-возрастная структура ели от единичного её участия до 3-4 единиц в господствующем ярусе.
Естественное заселение вырубок и гарей берёзой приняло широкие масштабы в чернично-кисличных типах условий местопроизрастания, где выполняется наибольший объём лесозаготовок. Молодняки с доминированием берёзы возникают более густыми, имеющими обычно 30-50 тыс. шт/га лиственных пород. В фазу формирования вступают с 10 - летнего возраста и у них начинает выделяться II ярус.
Возобновительный процесс хвойными породами при наличии источников обсеменения носит циклический характер, обусловленный биологическими особенностями ели и изменчивостью климатических факторов. Появление и развитие всходов в доминирующем большинстве приходится на 3-5 годы после лесосечных работ, когда в результате развития напочвенного покрова у древесной растительности создаются оптимальные условия внешней среды для данного этапа семенного возобновления ели, на что обращено внимание И.С. Мелеховым (1960).
Наиболее типичный состав древостоя до стадии приспевания березняков - 6-7Б, 3-40с (I и II категории формирования). В березняках с наличием ели предварительного возобновления (III категория) её возраст в среднем на 10-20 лет старше берёзы.
Процесс дифференциации деревьев в берёзовых насаждениях интенсивно протекает с 30-35-летнего возраста. Старение и отпад лиственных усиливается с 80-85 лет. В это время (через 3-5 лет после рубок, в 30-35 и 80-85 лет) создаются оптимальные условия для появления и развития новых возрастных поколений деревьев ели.
Довольно значимый временной промежуток в отношении усиления возобновительных процессов и внедрения ели в господствующий полог обусловлен различиями лесорастительных условий, циклической изменчивостью основных климатических составляющих (осадки, температура воздуха), оказывающих влияние на плодоношение, дальнейшее развитие хвойных пород [62, 228]. Биологические особенности ели, закономерности формирования лиственного древостоя, природные условия (изменчивость климатических факторов) являются определяющими в отношении формирования разновозрастной структуры елового древостоя в условиях Вологодской области.
Развитие подпологовой ели, независимо от её местонахождения по отношению к типам формирования березняков, уже на ранней стадии онтогенеза характеризуется медленными темпами роста (рис. 2; табл. 6.). Продолжительность этого периода составляет 10-20 лет.
На следующем этапе до 30-65 - летнего возраста энергия роста усиливается. Наибольшая величина прироста по диаметру и высоте зафиксирована в низко- и средпеполпотных березняках. Наименьший период повышения темпов роста в высокополиотных древостоях.
Период стабилизированного прироста довольно короткий и всецело зависит от таксационных показателей (полнота, высота) господствующего яруса. Данный временной отрезок не превышает 10-20 лет.
Сенильная стадия (в нашем случае для подпологовой ели), заключающаяся в замедлении и прекращении роста [213], довольно растянута во времени и и зависит от лесорастительных условий, степени угнетающего влияния господствующего полога древостоя. Продолжительность жизни отдельных экземпляров подроста ели в березняках достигает 170-210 - летнего возраста. Следует отметить, что на протяжении всей жизни флюктуация прироста в высоту и по диаметру связаны с влиянием цикличности климатических факторов [137, 268].
Спектральный анализ полученных древесно-кольцевых хронологий по внутривидовому разнообразию ели (рис. 3) указывает на довольно большое количество циклов различной длительности. Кривые спектральной плотности имеют много общего. В тоже время, длительность коротких циклов в диапазоне до 11 лет имеет существенные различия по каждому биотопу.
Ухудшение жизненного состояния ели в высокополнотных древостоях отмечается с 60-70 - летнего возраста. Световая хвоя в верхней части сохраняется лишь у отдельных особей. Продолжительность жизни хвои уменьшается с 11-14 лет до 5-9 лет. Со 110-130 - летнего возраста основная часть (60-65%) подпологовой ели, характеризующаяся подростом, утрачивает жизнеспособность и погибает.
Исходя из данных главы 4 следует, что в результате экогенетической сукцессии площадь хвойных лесов постепенно сокращается. На долю вторичных лиственных насаждений приходится 48 % от лесопокрытой площади.
