CC BY
30
333^»— Аграрный вестник Урала № 4 (122), 2014 г. - < JJJj— >
Лесное хозяйство Тр^
УДК 630.231.32:630.174.752
КАЧЕСТВО ПОДРОСТА ПИХТЫ СИБИРСКОЙ ПОД ПОЛОГОМ ПИХТОВЫХ И БЕРЕЗОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ РУДНОГО АЛТАЯ
А. А. КАЛАЧЕВ,
кандидат сельскохозяйственных наук, докторант,
Уральский государственный лесотехнический университет, Алтайский филиал ТОО «КазНИИЛХ»
(620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37; тел.: 8 (343) 254-63-24),
С. В. ЗАЛЕСОВ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Уральский государственный лесотехнический университет
(620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37; тел.: 8 (343) 254-63-24; e-mail: [email protected])
Ключевые слова: Рудный Алтай, пихтарники, березняки, древостой, насаждение, подрост предварительной генерации, пихта, жизнеспособность, освещенность, полнота.
Установлены количественные характеристики подроста пихты сибирской предварительной генерации для семи возрастных групп, позволяющие вести оценку жизнеспособности (состояния) подроста данной породы по методике эталонов. На основании разработанной таблицы эталонов жизнеспособности подроста проанализированы качественные показатели подроста пихты сибирской предварительной генерации в пихтовых и березовых спелых насаждениях разной полноты на территории Рудного Алтая. Определено, что подрост пихты сибирской предварительной генерации сохраняет жизнеспособность под пологом пихтовых насаждений с относительной полнотой 0,9 и более до 5 лет, с полнотой 0,7 — 8-10 лет, с полнотой 0,5 — до 15 лет. Под пологом березовых насаждений процесс накопления подроста пихты сибирской протекает более успешно. В насаждениях всех групп полнот в подросте пихты сибирской отсутствуют нежизнеспособные экземпляры, и имеет место крайне незначительное количество угнетенного подроста. На состояние жизнеспособности подроста пихты в низкополнотных древостоях существенное влияние оказывает высокий, густой травостой, который отрицательно действует на подрост, формирующийся после рубки. Всходы и подрост последующей генерации угнетаются уже не древостоем, а интенсивно разросшейся подпологовой растительностью (травы, кустарники). Полнота и состав древостоя оказывают существенное влияние на качественные показатели подроста пихты сибирской. В березовых насаждениях, благодаря лучшим световым условиям, качественное состояние подроста пихты значительно выше. Для березняков, независимо от полноты полога, характерно полное отсутствие нежизнеспособного и незначительное количество угнетенного пихтового подроста под их пологом.
UNDERGROWTH QUALITY OF FIR SIBERIAN UNDER FIRRY AND BIRCH STANDS CANOPY IN RUDNY ALTAI
А. А. KALACHEV,
candidate of agricultural sciences, doctoral student,
Ural state forest engineering university, Altai branch of "KazNIILKh"
(37 Sibirskiy tr. Str., 620100, Ekaterinburg; tel: +7 (343) 254-63-24),
S. V. ZALESOV,
doctor of agricultural sciences, professor, Ural state forest engineering university
(37 Sibirskiy tr. Str., 620100, Ekaterinburg; tel: +7 (343) 254-63-24; e-mail: [email protected])
Keywords: Rudny Altai, firry stands, birch stands, growing stock, standing timber, preliminary generation undergrowth, fire, viability, shade density, degree of density.
Quantitative characteristics of fir Siberian of preliminary generation undergrowth has been determined for 7 age groups. It made possible to evaluate viability of a given species wader growth according to the standard method. On the base of the developed table for under growth viability standards qualitative indices of preliminary generation fir Siberian undergrowth in firry and birch mature forest stands of various density on the territory of Rudny Altai have been analyzed. At has been determined that firry undergrowth of preliminary generation keeps viability under canopy of firry peantings with relative density 0.9 and more up to 5 years with density 0.7 up to 8-10 years, with density 0.5 up to 15 years. Under the canopy of birch plantings the process of firry undergrowth accumulation proceeds more successfully an all groups of standing timber density non viable specimens does not occur and depressed undergrowth occur very rarely. Completeness and composition of stands have a significant impact on the quality indicators undergrowth of Siberian fir. In birch stands, thanks to the best light conditions, the qualitative state of the undergrowth of fir is much higher. For birch, regardless of the completeness of the canopy, the complete absence unsustainable and a minor amount of the oppressed fir undergrowth under their canopy.
Положительная рецензия представлена В. А. Усольцевым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором, заслуженным лесоводом РФ, главным научным сотрудником Ботанического сада Уральского отделения Российской академии наук.
Аграрный вестник Урала № 4 (122), 2014 г. ~ < JJJ^^L /
Лесное хозяйство Тр^
Успешность лесовосстановления на вырубках в значительной степени зависит от состава, густоты, встречаемости и жизнеспособности подроста предварительной генерации [1-7]. Особенно важно иметь объективные данные о подросте темнохвойных пород, поскольку именно в этих насаждениях после сплошнолесосеч-ных рубок наблюдается массовая смена хвойных пород на мягколиственные, которые формируют насаждения более низкой продуктивности [4, 5].
Естественно, что сохранность подроста во многом зависит от сезона проведения лесосечных работ, используемых машин и механизмов, а также технологии лесозаготовок. В тоже время сохранение подроста в процессе выполнения лесосечных работ далеко не всегда гарантирует успешное лесовосстановление вырубки. Оказываясь в новых экологических условиях, после уборки материнского древостоя, подрост болеет, а иногда и погибает. Последнее чаще всего наблюдается при рубке высокополнотных хвойных насаждений или сохранении необратимо угнетенного нежизнеспособного подроста.
Учитывая высокую значимость определения жизнеспособности подроста предварительной генерации, многие ученые предлагали свои методики установления последней [1]. Чаще всего при определении жизнеспособности использовался прирост центрального побега и состояние ассимиляционного аппарата.
В условиях Рудного Алтая пихта сибирская (Abies sibirica Ledeb.) является главной породой, формирующей черневую тайгу. Однако до настоящего времени серьезных исследований по установлению жизнеспособности подроста данной породы в насаждениях различных древесных пород не производилось, что и определило направление наших исследований.
Цель и методика исследований.
Целью исследований являлось установление качественных показателей подроста пихты сибирской в насаждениях разных пород для разработки предложений по оптимизации рубок спелых и перестойных насаждений.
В процессе проведения исследований особое внимание уделялось изучению хода естественного возобновления пихты под пологом насаждений, а именно определению не только количественных, но и качественных показателей подроста пихты, который в будущем должен сформировать на вырубке полноценный пихтовый древостой.
Для оценки жизнеспособности подроста нами использовалась методика эталонов. Согласно этой методике подрост пихты предварительной генерации делится на возрастные группы: 5-6, 7-8, 9-12, 13-15, 16-18, 19-21, 22-15 лет. В пределах каждой группы подрост пихты подразделяется на эталонный, жизнеспособный, угнетенный и нежизнеспособный
Таблица 1
Характеристика подроста пихты сибирской предварительной генерации
Категории подроста Высота, м Ширина кроны, см Протяженность кроны, см
5-6 лет
Эталон 40 25 25
Жизнеспособный 39-24 24-15 24-15
Угнетенный 23-12 14-8 14-7
Нежизне спо собный Менее 12 Менее 8 Менее 7
7-8 лет
Эталон 60 40 35
Жизнеспособный 59-36 39-24 34-21
Угнетенный 35-18 23-12 20-10
Нежизнеспособный Менее 18 Менее 12 Менее 10
9-12 лет
Эталон 70 50 45
Жизнеспособный 69-42 49-30 44-27
Угнетенный 41-21 29-15 26-13
Нежизнеспособный Менее 21 Менее 15 Менее 13
13-15 лет
Эталон 90 60 70
Жизнеспособный 89-54 59-36 69-42
Угнетенный 53-27 35-18 41-21
Нежизнеспособный Менее 27 Менее 18 Менее 21
16-18 лет
Эталон 120 70 80
Жизнеспособный 119-72 69-42 79-48
Угнетенный 71-36 41-21 47-24
Нежизнеспособный Менее 36 Менее 21 Менее 24
19-21 год
Эталон 130 80 90
Жизнеспособный 129-78 79-48 89-54
Угнетенный 73-39 47-24 53-27
Нежизнеспособный Менее 39 Менее 24 Менее 27
22-25 лет
Эталон 170 90 130
Жизнеспособный 169-102 89-54 129-78
Угнетенный 101-51 53-27 77-39
Нежизне спо собный Менее 51 Менее 27 Менее 39
Аграрный вестник Урала № 4 (122), 2014 г. - <
Лесное хозяйство
с установлением для каждой группы состояния таких таксационных показателей как высота, ширина кроны и ее протяженность. В целом методика эталонов позволяет систематизировать качественную оценку подроста.
По установленным показателям жизнеспособности (перспективности) подроста пихты производилась оценка подроста предварительной генерации под пологом пихтовых и березовых насаждений.
В процессе проведения исследований хода естественного возобновления в пихтовых и смешанных пихтово-березовых насаждениях Рудного Алтая нами были выделены 175 наиболее развитых и жизнеспособных молодых растений пихты в возрасте от 5 до 25 лет, принятых в качестве эталонов. В пределах каждой возрастной группы — 5-6, 7-8, 9-12, 13-15, 16-18, 19-21, 22-25 лет, число таких растений составило по 25 шт., что обеспечило достаточную достоверность средних значений основных показателей — высоты и габаритов кроны (ширина и протяженность). Для анализа морфологических параметров подроста пихты использовались 920 моделей.
Установление связи между полнотой древостоя и режимом освещенности под его пологом, а также определение потребности пихтового подроста разного возраста в свете, устанавливалось на основании данных пробных площадей. Последние закладывались в пихтовых и березовых древостоях полнотой от 0,2 до 0,9. Истинные значения полноты на каждой пробной площади были определены путем сплошного перечета деревьев. При определении размеров пробных площадей использовались следующие при-держки: в низкополнотных древостоях (0,2-0,3) размер пробной площади был установлен в 0,5 га; для средне- и высокополнотных насаждений (0,5-0,9) он составлял 0,25 га.
Замеры освещенности проводились по диагоналям пробных площадей на высоте 0,5-0,7 м от поверхности почвы.
Результаты исследований.
Жизнеспособность подроста пихты, растущего под пологом древостоя, зависит, прежде всего, от того, насколько лесорастительные условия соответствуют меняющимся с увеличением возраста потребностям подроста: влажность, плодородие почвы, режим освещенности и прочее. Важнейшим фактором, обеспечивающим жизнеспособность самосева, является свет, причем, световой режим под пологом насаждения зависит от плотности этого полога, то есть от полноты древостоя.
0,6 0,7 Полнота
-в пихтовых насаждениях
в березовых насаждениях
Рисунок 1
Динамика освещенности под пологом пихтовых и березовых насаждений
Нами на основании данных, собранных с использованием ранее описанных методик установлены характеристики подроста пихты сибирской разных категорий состояния (табл. 1).
Данные об уровнях освещенности позволили установить ее тесную связь с полнотой древостоев (в березняках R = 0,84) причем как в березовых, так и в пихтовых древостоях характер этой связи одинаков, то есть с увеличением полноты древостоя освещенность под его пологом снижается. На рис. 1 показана динамика изменения освещенности в зависимости от полноты древостоев.
Анализируя результаты, можно отметить, что состав насаждения существенно влияет на общую световую обстановку под его пологом. Так, например, в пихтовых насаждениях при полноте 0,3 и 0,9 освещенность равна 55 и 12 % от полной, а в березовых древостоях тех же полнот освещенность составляет, соответственно, 69 и 27 %. С увеличением полноты древостоя средняя освещенность под его пологом пропорционально уменьшается, что хорошо видно и в пихтовом, и в березовом насаждениях.
Пихта сибирская очень теневыносливая порода. До пятилетнего возраста ее самосев практически не испытывает недостатка в освещенности даже под пологом высокополнотного материнского древостоя. Однако, с увеличением возраста, увеличиваются потребности подроста в свете.
Анализируя распределение подроста по категориям жизнеспособности, можно отметить, что в коренных пихтовых древостоях при полноте 0,89-0,92 жизнеспособный подрост старше 5 лет отсутствует; около 55-63 % всего самосева относится к категории нежизнеспособного, а 37-42 % — к угнетенному. Качество подроста зависит не только от освещенности, но и возраста, так как потребность в свете у самосева каждой возрастной группы индивидуальна. Общее количество подроста равно 6800 ± 630 шт./га.
Если в возрасте 7-9 лет подрост пихты при освещенности 15-20 % относится к категории угнетенного, то 17-летние и старше его экземпляры, при той же освещенности — нежизнеспособные. Минимальные границы освещенности, при которых угнетенный подрост еще живет, составляет 17 % в 6-летнем возрасте и 30 % — в 17-18-летнем возрасте.
Совершено иная картина наблюдается в березняке полнотой 0,91. Здесь до 90% подроста пихты приходится на категорию жизнеспособного. Нежизнеспособный подрост отсутствует и лишь около 10 % относится к угнетенному. Средняя освещенность под пологом березняка существенно выше, чем при той же полноте в пихтаче. Высокая освещенность в сочетании с плодородием почвы способствует созданию благоприятных условий для поддержания жизнеспособности подроста и молодняка пихты.
С уменьшением полноты в коренном пихтовом насаждении состояние жизнеспособности подроста пихты улучшается, так как средняя освещенность под пологом пихтового древостоя полнотой 0,71 на высоте 0,5-0,7 м составляет 22 %. В таком древостое преобладает угнетенный и нежизнеспособный подрост. Жизнеспособный подрост произрастает при освещенности от 30 до 42 %, угнетенный — при освещении от 19 до 32 %, а нежизнеспособный — при освещении от 15 до 20 % от освещенности открытого места. Угнетенный подрост при освещенности в 20 % сохраняет жизнеспособность до 12-летнего возраста, но затем, при увеличении возраста, перехо-
www.m-avu.narod.ru avu.usaca.ru
Аграрный вестник Урала № 4 (122), 2014 г. - < JJJ^^L /
Лесное хозяйство Тр^
дит в категорию нежизнеспособного. Подобная зависимость между освещенностью и возрастом проявляется и у жизнеспособного подроста, который при освещенности 30 % с 11-летнего возраста переходит в категорию угнетенного. В древостое этой полноты доля жизнеспособного подроста составляет около 25 %, угнетенного — 50 % и нежизнеспособного — до 25 % от общего количества подроста.
В березняке полнотой 0,74 средняя освещенность выше, чем в пихтовом древостое при той же полноте, поэтому здесь распределение подроста пихты по категориям жизнеспособности выглядит иначе: жизнеспособным подрост остается до 20-летнего возраста, а затем происходит его постепенный переход в категорию угнетенного. Жизнеспособный подрост составляет, примерно, 60 % от общего количества растущего самосева. Нежизнеспособный подрост вообще отсутствует.
При полноте древостоя 0,52 в пихтовом насаждении преобладает угнетенный подрост, общая доля которого составляет до 70 %. Границы освещенности такого подроста — между 30 % — минимальная и 50 % — максимальная. Постепенный переход подроста из категории угнетенного в нежизнеспособный наблюдается в возрасте 20 лет и старше при освещенности менее 35 %. В 30-35-летнем возрасте пихтовый молодняк даже при освещении 45 % от полной относится к категории нежизнеспособного. Минимальная потребность в свете жизнеспособного подроста составляет около 50 %, а при освещении, приблизительно, 25 % от полной, подрост пихты переходит в категорию нежизнеспособного.
В березовом насаждении с полнотой древостоя 0,53 средняя освещенность существенно выше, чем в пихтовом этой же полноты. Нежизнеспособный подрост пихты под пологом такого древостоя отсутствует. От 75 до 82 % подроста пихты относится к категории жизнеспособного. Минимальный процент
освещенности подроста при данной полноте составляет около 40 % и лишь единичные экземпляры подроста начинают чувствовать угнетение в возрасте старше 20 лет.
В низкополнотных пихтовых и березовых древо-стоях высокая средняя освещенность способствует преобладанию жизнеспособного подроста. Нежизнеспособный подрост практически отсутствует. В пихтовом насаждении с полнотой древостоя 0,35 на долю жизнеспособного подроста приходится до 80 % от его общего количества. При этом подрост пихты располагается куртинами вблизи пихтовых семенников. Угол разлета семян с семенника составляет около 70°. Прирост у такого куртинного подроста в 25-летнем возрасте достигает 42 см. На состояние жизнеспособности подроста пихты в низкополнот-ных древостоях существенное влияние оказывает высокий, густой травостой, который отрицательно действует на подрост, формирующийся после рубки. Всходы и подрост последующей генерации угнетаются уже не древостоем, а интенсивно разросшейся подпологовой растительностью (травы, кустарники).
Выводы.
1. Полнота и состав древостоя оказывают существенное влияние на качественные показатели подроста пихты сибирской.
2. При полноте пихтового древостоя 0,9 и выше подрост пихты сохраняет жизнеспособность до 5 лет.
3. При относительной полноте пихтового древостоя 0,7 подрост пихты сибирской сохраняет жизнеспособность до 8-10 лет, а при полноте 0,5 до 15 лет.
4. В березовых насаждениях, благодаря лучшим световым условиям, качественное состояние подроста пихты значительно выше. Для березняков, независимо от полноты полога, характерно полное отсутствие нежизнеспособного и незначительное количество угнетенного пихтового подроста под их пологом.
Литература
1. Бунькова Н. П., Залесов С. В., Зотеева Е. А., Магасумова А. Г. Основы фитомониторинга : учеб. пособие. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2011. 89 с.
2. Данчева А. В., Залесов С. В. Динамика естественного возобновления под пологом сосновых насаждений Казахского мелкосопочника // Вестник Башкирского гос. аграрн. ун-та. 2013. № 3 (27). С. 126-128.
3. Дебков Н. М., Залесов С. В. Возобновленные процессы под пологом насаждений, сформировавшихся из сохраненного подроста предварительной генерации // Аграрный вестник Урала. 2012. № 9 (101). С. 39-41.
4. Луганский Н. А., Залесов С. В., Луганский В. Н. Лесоведение : учеб. пособие. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2010. 432 с.
5. Лугаснкий Н. А., Залесов С. В., Щавровский В. А. Повышение продуктивности лесов : учеб. пособие. Екатеринбург : Урал. лесотехн. ин-т, 1995. 297 с.
6. Оплетаев А. С., Залесов С. В. Рост и продуктивность лиственничников после рубок переформирования в березняках Урала // Аграрный вестник Урала. № 4 (9б). 2012. С. 27-28.
7. Платонов Е. П. Состояние естественного возобновления в сосновых лесах Тюменского севера и система мероприятий по активизации демутационных процессов : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Екатеринбург, 2004. 24 с.
References
1. Bunkova N. P., Zalesov S. V, Zoteeva E. A., Magasumova A. G. Basics phytomonitoring. Ekaterinburg : Ural State Forestry University, 2011. 89 p.
2. Dancheva A. V., Zalesov S. V Dynamics of natural regeneration under the canopy of pine plantations Kazakh Upland // Bulletin of the Bashkir State agrarian. University Press. 2013. № 3 (27). P. 126-128.
3. Debkov N. M., Zalesov S. V. Renewed processes under the canopy of plants, formed from prestored undergrowth lasing // Agrarian bulletin Urals. 2012. № 9 (101). P. 39-41.
4. Lugansky N. A., Zalesov S. V, Lugansky V N. Forestry. Ekaterinburg : Ural State Forestry University, 2010. 432 p.
5. Lugasnky N. A., Zalesov S. V., Schavrovsky V. A. Increase forest productivity. Ekaterinburg : Ural State Forestry Inst., 1995. 297 p.
6. Opletaev A. S., Zalesov S. V Growth and productivity of larch forests after felling reformation in birch Urals // Agrarian bulletin Urals. 2012. № 4 (96). P. 27-28.
7. Platonov E. P. Status of natural regeneration in the pine forests of the north of Tyumen and system of measures to enhance the processes deputation : dis. ... cand. agricultural sciences. Ekaterinburg, 2004. 24 p.
