ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО УХОДА ЗА ЛЕСОМ
НА ОБЩУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
СОСНОВЫХ И ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ
Беляева Н.В. (СПб ГЛТА, г.Санкт-Петербург, РФ)
The dynamics of total productivity of stands after complex care (thinning + fertilizing) at the permanent plots in spruce and pine stands is analyzing. The possibility of total productivity increasing on 10-20 % with the help of regular complex care in pine and spruce stands is marked.
Одним из путей увеличения выхода продукции с единицы лесопокрытой площади и повышения ее качества является использование в практике рациональных систем ухода за лесом. В числе мер, направленных на решение этой задачи, особую роль можно отвести комплексному уходу за лесом, т.е. рубкам ухода в сочетании с внесением удобрений. Основной интерес, как объект лесовыращивания в системе комплексного ухода, представляют хвойные и хвойно-лиственные насаждения.
Исследования воздействия комплексного ухода на сосновые и еловые древостои проводятся на стационарных опытных объектах рубок ухода и комплексного ухода за лесом (постоянные пробные площади серии 10 и 11 – ельники, 5 и 6 - сосняки), заложенных в средневозрастных насаждениях преимущественно кисличных, черничных и брусничных типов леса на территории ОЛС «Сиверский лес». Сроки давности экспериментов с рубками и удобрениями – 30 лет. На опытных объектах за этот период проведены 1-3 приема рубки и от 1 до 3 раз вносились азотные удобрения с интервалом в 5 или 10 лет. Дозы вносимого азота – 150-180 кг/га по д.в. Удобрения применяли весной, в начале вегетационного сезона, как правило, сразу после рубки ухода, повторно их могли вносить и без предварительного разреживания древостоев. Основными удобрениями, применяемыми на опытных объектах, являются азотные (мочевина, аммиачная селитра). Такой подбор удобрений обусловлен тем, что азот является основным элементом, в котором лесные растения обычно испытывают недостаток.
Одной из основных целей исследования является выявление биолого-экологических различий в реакции сосны и ели на комплексный уход. Обе породы относятся к коренным лесообразующим породам. В их реакции на комплексный уход проявляется много сходства, но иные экологические свойства сосны, особенно ее светолюбие, невысокая потребность в элементах питания и малая требовательность к почвам обусловливают ряд особенностей, отличающих сосняки от удобренных ельников. До настоящего времени почти не уделялось внимания сравнительной оценке структурных и функциональных изменений в сосновых и еловых фитоценозах под воздействием регулярного комплексного ухода за лесом. Вместе с тем, такая оценка необходима в целях более корректного и дифференцированного планирования ухода за этими насаждениями.
Таблица 1 - Общая производительность еловых и сосновых древостоев, пройденных комплексным уходом за лесом
|
№ пробной площади |
Пятилетие |
Общая производительность |
||||
|
Контроль (К) |
Рубка (Р) |
Комплексный уход (Р+У) |
||||
|
м3/га |
м3/га |
в % к контролю |
м3/га |
в % к контролю |
||
|
10
|
Закладка ПП |
184 |
219 |
119 |
214 |
116 |
|
1 |
229 |
262 |
114 |
266 |
116 |
|
|
2 |
266 |
325 |
122 |
355 |
133 |
|
|
3 |
315 |
376 |
119 |
394 |
125 |
|
|
4 |
354 |
422 |
119 |
440 |
124 |
|
|
5 |
386 |
Ветровал в 2000 г. |
487 |
126 |
||
|
6 |
420 |
533 |
127 |
|||
|
11
|
Закладка ПП |
374 |
322 |
86 |
346 |
93 |
|
1 |
441 |
351 |
80 |
406 |
92 |
|
|
2 |
516 |
400 |
78 |
475 |
92 |
|
|
3 |
633 |
485 |
77 |
601 |
95 |
|
|
4 |
653 |
569 |
87 |
668 |
102 |
|
|
5 |
663 |
596 |
90 |
714 |
108 |
|
|
6 |
692 |
645 |
93 |
781 |
113 |
|
|
5
|
Закладка ПП |
204 |
208 |
102 |
201 |
99 |
|
1 |
254 |
246 |
97 |
263 |
104 |
|
|
2 |
312 |
292 |
94 |
324 |
104 |
|
|
3 |
350 |
338 |
97 |
358 |
102 |
|
|
4 |
383 |
382 |
100 |
405 |
106 |
|
|
5 |
420 |
414 |
99 |
452 |
108 |
|
|
6 |
466 |
461 |
99 |
516 |
111 |
|
|
6
|
Закладка ПП |
191 |
252 |
132 |
198 |
104 |
|
1 |
252 |
294 |
117 |
268 |
106 |
|
|
2 |
279 |
354 |
127 |
327 |
117 |
|
|
3 |
318 |
376 |
118 |
368 |
116 |
|
|
4 |
368 |
419 |
114 |
416 |
113 |
|
|
5 |
408 |
486 |
119 |
438 |
107 |
|
|
6 |
433 |
531 |
123 |
509 |
118 |
|
Древостой является основным компонентом фитоценоза и выполняет три важнейшие функции:
1. Транспорт ресурсов.
2. Распределение ресурсов в лесной экосистеме, включая и те из них, которые поступают туда в виде удобрений.
3. Накопление ресурсов (древостоем синтезируется основная масса органического вещества).
Два первых аспекта позволяют дать экологическое обоснование использованию комплексного ухода за лесом и касаются такой важной проблемы, какой является устойчивость лесных фитоценозов.
Изучение последнего аспекта дает выход на экономическую оценку эффективности данного мероприятия, связанную, прежде всего, с определением общей производительности и позволяет ответить на вопрос: «Повышает ли комплексный уход продуктивность древостоя?».
В соответствии с программой исследований на опытных объектах детально анализировалась динамика общей производительности древостоев. В этих целях на пробных площадях с периодичностью в 5 лет проводилась их таксация методом сплошных перечетов. Общая производительность определялась на момент последней таксации путем прибавления к значению общей производительности на момент предыдущей таксации величины, равной разнице запасов при последней и предыдущей таксации с добавлением вырубленного запаса и сухостоя за последний период (табл.1).
Анализ динамики общей производительности позволяет сделать ВЫВОДЫ о наличии, как общих тенденций, так и различий в реакции сосновых и еловых древостоев на регулярный комплексный уход за лесом:
1. И в ельниках, и в сосняках (ПП 10, 11, 5), где были проведены двух- или трехкратные рубки ухода с последующим двух- или трехкратным внесением азотных удобрений, независимо от типа леса и интенсивности рубки, секции с комплексным уходом на протяжении всего периода опыта (30 лет) характеризуются большей производительностью по сравнению с секциями, где проводились только рубки ухода (рис.1). Причем на них наблюдается более интенсивный прирост запаса стволовой древесины и меньший отпад.
Рисунок 1- Динамика общей производительности в еловых и сосновых древостоях по вариантам опыта
2. Исключение составляет сосняк брусничный (ПП 6), где была проведена только одна рубка ухода с последующим двухкратным внесением удобрений через каждые 5 лет. На этой пробной площади секции с комплексным уходом на протяжении всего периода опыта (30 лет) характеризуются меньшей производительностью по сравнению с секциями, где проводились только рубки ухода (рис.1). Подобное явление можно объяснить тем, что предложенный режим комплексного ухода не подходит для указанного типа леса.
3. Рубки ухода позволяют за 10-20 лет восстановить общую производительность, снизившуюся после первого приема, до первоначального уровня по отношению к контролю только в разреживаемых средневозрастных ельниках. В сосновых насаждениях восстановления общей производительности до первоначального уровня не наблюдается вообще (табл.1, рис.2). В дальнейшем общая производительность и в сосняках, и в ельниках, остается на первоначальном уровне по отношению к контролю или снижается на 3-9% (табл. 1, 2 и рис.2), что говорит о невозможности повышения общей производительности только рубками ухода [3].
Рисунок 2- Общая производительность в еловых и сосновых древостоях после рубок ухода и после комплексного ухода в % к контролю
Таблица 2 - Изменение общей производительности за 30 лет в сосновых и еловых древостоях после рубок ухода и после комплексного ухода в % к контролю
|
Пробная площадь |
Изменение общей производительности за 30 лет, в % к контролю |
|
|
Рубка (Р) |
Комплексный уход (Р+У) |
|
|
Ельник черничный ПП 10 |
Распад древостоя (ветровал в 2000 г.) |
+11% |
|
Ельник кисличный ПП11 |
+7% |
+20% |
|
Сосняк черничный (влажный) ПП 5 |
-3% |
+12% |
|
Сосняк брусничный ПП 6 |
-9% |
+14% |
4. Регулярное применение удобрений в системе комплексного ухода позволяет восстановить общую производительность, снижающуюся после первого приема, в ельниках за 10-15 лет, в сосняках – за 5-10 лет до первоначального уровня по отношению к контролю.
5. Комплексный уход за лесом повышает общую производительность и сосновых, и еловых древостоев на 10-20% (рис.2, табл.2).
6. Для ельников характерен более высокий процент увеличения общей производительности по сравнению с сосняками (рис.3, табл.2). Это объясняется более плодородными и буферными почвами, на которых произрастает ель; большей сложностью еловых фитоценозов, позволяющей в лучшей мере реализовать ресурсосберегающие функции системы; толерантностью ельников (k-стратегия), обладающих более эффективной стратегией резервирования и использования дополнительных ресурсов [1].
7. Для сосняков в отличие от ельников характерна r-стратегия (конкурентная) формирования и развития ценоза [1]. Они быстрее расходуют дополнительные ресурсы и поэтому процент увеличения общей производительности через 30 лет в них ниже, чем в еловых насаждениях (рис.3., табл.2).
Рисунок 3- Общая производительность в еловых и сосновых древостоях после комплексного ухода
8. Возможности повышения общей производительности путем применения удобрений в системе комплексного ухода за лесом ограничены. И эти возможности тем ниже, чем ближе конкретный древостой расположен к эдафическому оптимуму для данной лесоклиматической зоны (сосняк брусничный ПП 6). Связано это с тем, что минеральные удобрения, существенно повышая актуальное почвенное плодородие, относительно слабо изменяют потенциальное плодородие и тем самым оказываются не в состоянии повлиять на весь комплекс лесорастительных условий. Разовая доза вносимого азота не превышает годичной потребности фитоценоза и является оптимальной. Превышение ее приводит к потерям ресурсов в системе, дисбалансу элементов питания, снижению эффективности ухода за лесом. Однако, удобрения стимулируют восстановительные процессы в древостое и фитоценозе в целом [2]. И это еще один, весьма важный аргумент в пользу систематического комплексного ухода за лесом.
В практических целях для повышения общей производительности сосновых и еловых древостоев можно рекомендовать следующее:
1. Первый прием комплексного ухода: возраст насаждения – 30 лет.
2. Система ухода завершается последним внесением удобрений за 10 лет до главной рубки.
3. Трехприемные рубки ухода: поздние прореживания или ранние проходные; повторяемость рубок: прореживания – 10 лет, проходные рубки – 20 лет; интенсивность рубки 30-35%. В сосняках по сравнению с ельниками можно несколько увеличить интенсивность рубки (в пределах 5%). Интенсивность рубки необходимо корректировать с учетом контрольных показателей древостоя, пройденного рубкой. Если к рекомендуемому сроку очередного приема рубки сумма площадей сечения древостоя не достигла нормативного уровня, то целесообразно отложить рубку и внесение удобрений на 3-5 лет.
4. Удобрения следует вносить после разреживания древостоя, лучше весной после схода снегового покрова (аммиачную селитру) или осенью до промерзания почвы и выпадения снега (мочевину). При неблагоприятных погодных условиях (засуха, выпадение обильных, затяжных дождей) внесение удобрения целесообразно отложить до следующего года. Доза вносимого в один примем удобрения – 150-180 кг/га азота. Периодичность повторного внесения азотного удобрения в сосняках – 5 лет, в ельниках – 10 лет. Затяжка с повторным приемом комплексного ухода неизбежно грозит снижением эффекта предыдущих уходов из-за повышенных потерь на отпаде и уменьшения текущего прироста. Особенно нежелательны такие отсрочки в сосняках.
Все вышесказанное указывает на то, что при планировании и проведении конкретного хозяйственного мероприятия необходимо учитывать биологические свойства древесных пород. Опыты с комплексным уходом продолжаются. Дальнейший, более детальный анализ новых данных позволит выявить биолого-экологические различия в реакции сосны и ели на комплексный уход, что даст возможность внести необходимые коррективы в программы комплексного ухода за лесом, усовершенствовать технологию и повысить эффективность ускоренного целевого лесовыращивания.
Литература
1. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: В 2-х т. Т. 2. М.: Мир, 1989. 477 с.
2. Мельников Е.С. Лесоводственные основы теории и практики комплексного ухода за лесом. Автореф. дисс. …д-ра c.-х. наук. СПб., 1999. 35 c.
3. Сеннов С.Н. Уход за лесом (экологические основы). М.: Лесн. пром-сть, 1984. 128 с.