CC BY
29
УДК 630.232, 630.811
запас и плотность древесины насаждений сосны в черничном осушенном типе леса
Д.А. ДАНИЛОВ, директор Ленинградского НИИСХ«Белогорка», канд. с.-х. наук(1), Н.В. БЕЛЯЕВА, проф. СПбГЛТУ, д-р с.-х. наук(2), Д.А. ЗАЙЦЕВ, асп. СПбГЛТУ2
[email protected], [email protected], [email protected] (1) ФБГНУ «Ленинградский НИИСХ «Белогорка», 188338, Ленинградская область, Гатчинский район, д. Белогорка, ул. Институтская, .1 (2) ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова»,
194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., д.5 СПбГЛТУ
Рассматривается влияние проведенных рубок ухода и внесения удобрений на запас и товарную структуру чистых сосновых древостоев сосны в однородных почвенных условиях в черничном осушенном типе леса. Проанализированы таксационные показатели смешанного сосново-елового насаждения, не затронутого хозяйственными воздействиями. Отмечается положительное влияние осушения и лесохозяйственных уходов на увеличение доли крупнотоварной древесины к возрасту спелости насаждения. Однако отмечено, что наибольший запас накоплен в насаждении с комплексным уходом и в смешанном сосново-еловом древостое. Увеличение количественных показателей древостоя не всегда сопровождается увеличением качественного показателя, т. е. плотности древесины. В смешанном хвойном насаждении без уходов наблюдаются самые высокие показатели плотности древесины по ступеням толщины. Наибольшая плотность древесины в чистых насаждениях сосны формируется к возрасту сплошной рубки на объектах с проведением комплексного ухода за лесом. При проведении только изреживающих рубок ухода происходит снижение плотности древесины сосны по сравнению с объектами без уходов. Подчеркиваются большие возможности смешанных сосново-еловых древостоев в данных лесорастительных условиях, чем чистых сосновых насаждений.
Ключевые слова: чистые и смешанные древостои сосны, состав насаждения, рубки ухода и внесение удобрений, товарная структура насаждения, плотность древесины сосны.
Черничные типы леса занимают до 70 % лесопокрытой площади Северо-Западного региона [8]. Долговременное влияние осушительной мелиорации и лесохозяйственных уходов на продуцирование древесной фитомассы сосновых древостоев представляет несомненный интерес для практики и теории лесного дела. В настоящее время можно сделать некоторые выводы об эффективности применения удобрений после рубок ухода в сосняках в черничном влажном осушенном типе леса на основании долговременных наблюдений на опытных объектах с комплексным уходом за лесом. Изменения, произошедшие на внешнем количественном уровне строения насаждения, после лесохо-зяйственных воздействий не могли не привести к изменению на качественном уровне, т. е. на уровне древесины и ее плотности [4, 5, 10]. Влияние почвы на качество древесины послужило причиной возникновения первых типологических классификаций лесов [6]. Они были необходимы для выявления запасов древесины повышенного качества, т. е. плотной, мелкослойной, без сучков. В неко-
торых исследованиях отмечено ухудшение качества древесины на песках, обогащенных известью или глинистыми частицами [1, 6, 9]. Получены данные о том, что у сосны на песчаных почвах стволы очищаются от сучьев быстрее, чем на глинистых, выше плотность древесины.
Целью работы было провести исследование влияния мер ухода за лесом и состава древостоя на количественные и качественные показатели строения спелых насаждений сосны в черничном осушенном типе леса в однородных почвенных условиях, а также проанализировать показатели древесной фитомассы в чистых и смешанных древостоях сосны, выращиваемых в однородных почвенных условиях, но с различными режимами ухода за насаждениями.
Объектами исследования являлись естественные древостои сосны в Сиверс-ком лесхозе, ныне Гатчинском лесничестве Ленинградской области, в которых были заложены стационарные опытные объекты сотрудниками ЛенНИИЛХа (ныне СПбНИ-ИЛХ) для исследования влияния рубок ухода
Таблица 1
Характеристики древостоев на пробных площадях в типе леса сосняк черничный влажный осушенный за период исследований Specifications of stands on plots in the dried blueberry pine wet forest type during the research period
Средний показатель по элементам леса
Год Учета Состав, % Порода Возраст, лет Высота, м Диаметр, см Количество деревьев, шт./га Запас, м^га
ППП № 14, Дружносельское лесничество, квартал 40
56С С 17 15 732 114
1970 23Е Е 40 12 11 765 45
21Б Б 15 10 794 43
57С С 82 25 27 432 275
2014 26Е Е 82 18 18 475 128
17Б Б 82 19 16 382 80
ШШ № 12, Дружносельское лесничество, квартал 40 (контроль)
1974 100С С 43 17 15 1610 168
2014 100С ед. Б С 83 23 24 990 326
Рубки ухода ПРХ (30 %)
1974 100С С 43 18 15 1030 135
2014 100С С 83 24 26 800 355
Рубки ухода и внесение удобрений (N120)
1974 100С С 43 17 15 1280 104
2014 100С С 83 25 29 560 354
ШШ № 5, Дивенское лесничество, квартал 103 (контроль)
1974 100С С 47 18 14 1500 190
2014 100С ед. Б С 87 26 24 665 355
Рубки ухода - ПРХ (30 %)
1974 100С С 47 18 14 900 119
2014 100С ед. Е С 87 27 26 760 450
Рубки ухода и внесение удобрений (N120)
1974 100С С 47 18 14 800 133
2014 100С ед. Е С 87 28 28 660 470
Примечание. ПРХ - проходные рубки; N120 - азотные удобрения в дозе 120 кг/га по д.в.
и внесения удобрений [2, 7]. Серия 5 и серия 12 постоянных пробных площадей (ППП) заложены в сосняке 43-47 лет и состоят из 3-х площадей: контрольная - 1, с двумя рубками ухода по низовому методу - 2, с низовыми рубками ухода и двукратным внесением удобрений - 3.
ППП-14 заложена в 40-летнем смешанном сосново-еловом древостое, в котором за период опыта не проводились рубки ухода, а наблюдался ход роста смешанного сосново-елового насаждения после осушения. Площадь секций - 0,20 га. Все опытные объекты
произрастают на одном типе почв - торфянисто-перегнойный железисто-иллювиальный песчаный подзол на валунном суглинке. Это позволяет проводить сравнительный анализ между этими древостоями на высоком уровне достоверности, так как условия произрастания одинаковы. Таксация древостоя проводилась по общепринятым в лесоводстве методикам. Для исследования плотности древесины отбирались керны древесины на высоте 1,3 м из наиболее представленных деревьев от 3 до 6 штук из каждой ступени толщины насаждения. Для определения базисной плотности древесины
Таблица 2
Товарная структура сосновых древостоев на объектах исследования Commodity structure of pine stands at the research facilities
Номер Ш1П Доля деловой древесины по категориям крупности, м3/га
крупная средняя мелкая дрова ликвид отходы Всего
1111 5-1 (контроль) 26 214 66 4 308 30 338
ПП 5-2 (РУ) 48 279 79 5 405 39 444
ПП 5-3 (КУ) 82 288 56 5 430 39 469
ПП 12-1 (контроль) 16 180 109 8 294 32 326
ПП 12-2 (РУ) 53 178 83 10 324 31 355
ПП 12-3 (КУ) 60 197 44 25 326 28 354
ПП-14
Сосна 63 122 29 2 216 19 235
Ель 8 48 36 2 94 10 104
Итого 71 170 65 4 310 29 339
Береза 0 23 15 2 40 5 45
Итого 0 23 15 2 40 5 45
Всего 71 193 80 6 350 34 384
Примечание: РУ - рубки ухода; КУ - комплексный уход за лесом
использовалась методика Полубояринова О.И. [6]. Для вычисления плотности древесины для всего ствола использовались ранее рассчитанные регрессионные уравнения [6].
Анализ динамики таксационных показателей древостоев сосны, приведенных в табл. 1, показывает, что на объектах, где проводились рубки ухода, к настоящему времени запас выше, чем на контрольных секциях без рубок ухода. Наибольший запас наблюдается на секции с рубками и двукратном внесении азотного (карбамида) удобрения в дозе 120 кг на га по действующему веществу, несмотря на меньший запас на начало опыта на этих секциях по сравнению с контрольными.
Следует также отметить, что на ППП-14 запас хвойной части древостоя превышает запас чистых сосновых древостоев на 1/3, не считая запаса лиственной березовой части насаждения. И в этом смешанном насаждении средний диаметр соснового яруса выше, чем в чистых древостоях сосны. В насаждениях с рубками ухода и комплексным уходом (рубки ухода + удобрение) средние высоты и диаметры выше, чем на секциях без ухода.
Самое большое количество крупнотоварной древесины в настоящее время наблюдается на секциях с комплексным уходом и на пробной площади со смешанным сосново-еловым древостоем (табл. 2). Положительное влияние комплексного ухода на выход крупнотоварной древесины отмечалось и ранее для средневозрастных и приспевающих древостоев [2, 5, 10]. На секциях с рубками ухода запас крупной и средней древесины выше, чем на секциях без ухода в чистых сосновых насаждениях. В целом на всех пробных площадях доля крупной и средней древесины составляет преобладающую часть в товарной древесине соснового насаждения, что указывает на положительную роль проведенного ранее осушения улучившего условия произрастания сосновых древостоев.
Количественные изменения в сосновых насаждениях после проведенных лесохо-зяйственных уходов не могли не отразиться на качестве древесины. Наибольшее значение плотности древесины по всем ступеням толщины насаждения сосны наблюдается в сме-
Таблица 3
Плотность древесины сосны на опытных объектах, кг/м3 The density of pine wood in the experimental facility, kg / m3
Постоянная пробная площадь, № Ступени толщины, см Среднее значение
12 16 20 24 28 32 36 40
14 - 555 511 556 506 494 484 484 511
5-1 (контроль) - 350 383 494 402 334 - - 393
5-2 (РУ) - 411 361 384 409 364 388 - 386
5-3 (КУ) - - 404 408 387 396 407 - 400
12-1 (контроль) 477 518 428 437 411 415 424 - 444
12-2 (РУ) 417 451 446 412 439 428 418 - 433
12-3 (КУ) 455 456 440 475 411 433 - - 450
шанном сосново-еловом древостое (табл. 3). На секциях с рубками ухода плотность древесины ниже, чем на контрольных секциях, что отмечалось в более ранних исследованиях [2, 3]. На объектах с комплексным уходом плотность древесины выше, чем на секциях только с изреживанием древостоя и без уходов. Совместное воздействие рубок и удобрений позволяет получать более плотную древесину к возрасту сплошной рубки. В целом на большинстве секций опытных древостоев сформировалась древесина с плотностью выше средних показателей 406 кг/м3 для сосны по региону исследования [6].
На основании полученных исследовательских данных можно сделать заключение, что в условиях черничного осушенного типа леса на фоне проведенных уходов формируется запас древесины в чистых сосновых насаждениях, превышающий запас насаждений, не затронутых лесохозяйственными уходами. Однако к возрасту сплошной рубки (81 год) наибольший запас сформировался в смешанном сосново-еловом фитоценозе, что подчеркивает более широкие возможности таких насаждений в данных лесораститель-ных условиях. Плотность древесины сосны в смешанном хвойном насаждении выше, чем в чистых сосновых древостоях, как на объектах, где проводились уходы, так и без них. В целом совместное проведение рубок ухода и внесение удобрений позволяет получать бо-
лее плотную древесину в сосновых насаждениях в данном типе леса.
Библиографический список
1. Вярбила, В.В. Влияние удобрения сосновых насаждений на качество древесины / В.В. Вярбила, Р.И. Шлей-нис // Лесное хозяйство. - № 12. - 1981. - С. 8-11.
2. Беляева, Н.В. Закономерности функционирования сосновых и еловых фитоценозов на объектах рубок ухода и комплексного ухода за лесом / Н.В. Беляева, Д.А. Данилов. - СПб.: Политехнический университет, 2014.
- 164 с.
3. Данилов, Д.А. Влияние комплексного ухода за лесом на плотность древесины в хвойных древостоях / Д.А. Данилов, В.П. Царенко, В.Б. Скупченко // Известия СПб-ГАУ. - № 30. - 2013. - С. 48-53.
4. Данилов, Д.А. Изменения в строении древесины сосны и ели на анатомическом уровне в древостоях, пройденных рубками ухода и комплексным уходом / Д.А. Данилов, В.Б. Скупченко // Известия высших учебных заведений - Лесной журнал. - № 5. - 2014. - С. 70-88.
5. Смирнов, А.А. Влияние комплексного ухода на форму ствола и плотность древесины / А.А. Смирнов // Строение, свойства и качество древесины-2004: труды IV Международного симпозиума. - T. I. - СПб.: ЛТА, 2004.
- С. 131-133.
6. Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полу-бояринов. - М.: Лесная промышленность, 1976. - 159 с.
7. Филиппов, Г.В. Ход роста древостоев, не затронутых хозяйственным воздействием / Г.В. Филиппов, Н.А. Пирогов // Сб. тр. СПбНИИЛХ, 2001. - Вып. 1 (5). - 43 с.
8. Тетюхин, С.В. Лесная таксация и лесоустройство. Нормативно-справочные материалы по Северо-Западу РФ / С.В. Тетюхин, В.Н. Минаев, Л.П. Богомолова. - СПб.: ЛТА, 2004. - 369 с.
9. Nutrition of trees. Lectures given at the 1989 Marcus Wallenberg Symposium in Falun, Sweeden, on September 14, 1989. - 85 р.
10. Allen, H. L. Forest fertilizers / Allen H. L. // Journal of Forestry, 1987. - № 2. - PP. 37-46.
STOCK AND DENSITY OF WOOD OF PINE TREE STAND IN THE DRIED MYRTILLOSUM FOREST TYPE
Danilov D.A., Leningrad Scientific Research Institute of Agriculture «Belogorka»(1); Beliaeva N.V., Saint-Petersburg State
Forest Technical University®; Zaytsev D.A., Saint-Petersburg State Forest Technical University®
[email protected], [email protected], [email protected] (1) Leningrad Scientific Research Institute of Agriculture «Belogorka», 188338, Leningrad region, Gatchina district, vill. Belogorka, Institutskaya b.1, Russia (2) Saint-Petersburg State Forest Technical University named after S.M. Kirov, 194021, Saint-Petersburg, Institutski per., d. 5, Saint-Petersburg, Russia
The article discusses the impact of the thinning and fertilizer application on the stock and commodity structure of pine forest stands of pure pine in homogeneous soil conditions in the drained myrtillosum forest type. Analyzed inventory indices of the mixed pine-spruce stands, unaffected by economic influences. The positive impact of drainage and silvicultural treatments to increase the share of large wood to the maturity of stands is noted. However, it is also found out that the largest stock has accumulated in the planting with comprehensive care in a mixed pine and spruce forest. The increase in the quantitative indicators of the forest is not always accompanied by an increase in quality of the indicator, i.e. the density of the wood. In a mixed pine stand without treatment there was the highest wood density in the levelsof thickness. The highest density wood in pure stands of pine is formed by the age of clear felling at facilities with comprehensive care of the wood. As for the density of pine wood, there is a decrease in comparison to the objects without care when carrying out only thinning. Mixed pine and spruce forest stands in these forest conditions have greater opportunities than pure pine stands.
Key words: pure and mixed stands of pine, stand composition, thinning and fertilization, commodity structure plantings, the density of pine wood.
References
1. Vyarbila V. V., Shleynis R.I. Vliyanie udobreniya sosnovykh nasazhdeniy na kachestvo drevesiny [Effect of fertilizer pine plantations on the quality of the wood]. Lesnoe khozyaystvo. 1981, no. 12. pp. 8-11.
2. Belyaeva N.V., Danilov D.A. Zakonomernosti funktsionirovaniya sosnovykh i elovykh fitotsenozov na ob»ektakh rubok ukhoda i kompleksnogo ukhoda za lesom [Laws of the functioning of pine and spruce phytocenoses on objects thinning and integrated forest maintenance] SPb.: Politekhnicheskiy universitet, 2014. 164 p.
3. Danilov D.A., Tsarenko V.P., Skupchenko V.B. Vliyanie kompleksnogo ukhoda za lesom na plotnost' drevesiny v khvoynykh drevostoyakh [Influence of comprehensive care of the wood on the wood density in conifer stands]. Izvestiya SPbGAU. 2013, № 30. pp. 48-53.
4. Danilov D.A. Skupchenko V.B. Izmeneniya v stroenii drevesiny sosny i eli na anatomicheskom urovne v drevostoyakhproydennykh rubkami ukhoda i kompleksnym ukhodom [Changes in the structure of pine and fir in the anatomical level stands passed thinning and complex care]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy - Lesnoy zhurnal. 2014, № 5. pp. 70-88.
5. Smirnov A.A. Vliyanie kompleksnogo ukhoda na formu stvola i plotnost' drevesiny [Influence of complex care to the shape and density of the wood of the trunk]. Stroenie, svoystva i kachestvo drevesiny-2004: trudy IVMezhdunarodnogo simpoziuma [Structure, properties, and quality of wood-2004: Proceedings of the IV International Symposium]. SPb.: LTA, 2004, pp. 131133.
6. Poluboyarinov O.I. Plotnost'drevesiny [The density of the wood]. Moscow. Lesnaya promyshlennost', 1976. 159 p.
7. Filippov G.V., Pirogov N.A. Khod rosta drevostoev, ne zatronutykh khozyaystvennym vozdeystviem [Progress growth stands are not affected by the impact of economic]. Proc. SPbNIILKh, 2001. № 1 (5). 43 p.
8. Tetyukhin S.V., Minaev V.N., Bogomolova L.P. Lesnaya taksatsiya i lesoustroystvo. [Forest inventory and forest management]. Normativno-spravochnye materialy po Severo-Zapadu RF [Regulatory and reference materials on the North-West of Russia]. SPb. LTA, 2004. 369
9. Nutrition of trees. Lectures given at the 1989 Marcus Wallenberg Symposium in Falun, Sweeden, on September 14, 1989. 85 p.
10. Allen, H. L. Forest fertilizers. Allen H. L. Journal of Forestry, 1987. № 2. pp. 37-46.
