Естественное семенное возобновление

Естественное семенное возобновление леса происходит в результате прорастания семян древесных пород на свободной от деревьев территории и под пологом леса. В урожайный год на 1 га спелого соснового леса опадает более 1 млн. семян, а березового — до 30 млн. семян. Однако в лесу ощущается недостаток семян, что объясняется следующими обстоятельствами. Урожай семян древесных пород бывает не ежегодно, а через определенные для каждой породы периоды. Кроме того, до 30—40% семян не имеют всхожести и, достигнув почвы, превращаются вместе с другими элементами опада в органическое вещество.

Более 10% семян уносится ветром. Большое количество семян становится достоянием птиц, зверей и других животных.

Плодоношение древесных пород. Возраст, с которого деревья начинают регулярно и качественно плодоносить, называют возрастом зрелости, или возобновительной спелости. У светолюбивых пород возраст зрелости наступает раньше, чем у теневыносливых: у березы повислой — в 20—25 лет; осины-15—20; лиственницы сибирской- 20—30; сосны обыкновенной — 20—40; ели обыкновенной — 40—50; сосны кедровой сибирской — 50—60; ясеня — 30—40; липы мелколистной — 30—40; дуба черешчатого — 40—50 лет. В древостое деревья начинают плодоносить на 10—20 лет позже, чем на свободе. После наступления возраста зрелости урожайность семян в лесу постепенно увеличивается, достигая максимума в приспевающем возрасте и раннем периоде спелости. Затем плодоношение постепенно уменьшается и. совсем прекращается.

На урожайность семян влияют погодные условия во время формирования цветочных почек, в период цветения, образования и развития завязи. Низкий урожай семян или его отсутствие наблюдается при неблагоприятных погодных условиях (низкие температуры при большом количестве осадков во время цветения, высокие летние температуры и сопутствующий им дефицит влажности воздуха, зима с частыми оттепелями и т. д.). Поздние весенние заморозки, весенняя и летняя засуха, град, ливни, ураганы вызывают гибель цветков и завязи.

Годы обильных урожаев называют семенными. Строгой закономерности в их повторении не наблюдается. Причины периодичности семеи плодоношения в биологической и физиологической природе растений и во внешних факторах — климате, подверженности вредителям и болезням и др.

Рис. 48. Плодоношение деревьев по классам роста

Не все деревья одной породы в насаждении плодоносят одинаково ввиду наследственных особенностей, различий в приспособленности к условиям среды, а также неодинакового положения в общем пологе. Русскими лесоводами А. Н. Соболевым и А. В. Фомичевым было установлено неодинаковое плодоношение деревьев разных классов роста (рис. 48). Так, в еловых насаждениях Охтенской лесной дачи (под Ленинградом) 98% всего урожая приходилось на долю деревьев I—III классов роста. Урожайность семян насаждений различных пород показана в табл. 20.

Климатические условия существенно влияют на урожайность и качество семян. Это особенно проявляется у северной границы ареала таких древесных пород, как сосна, ель, лиственница. Здесь урожайные годы бывают реже (через 10—20 лет), но еще реже в шишках вызревают семена.

Обилие плодоношения зависит от почвенных условий. По данным В. Г. Каппера, дуб сильнее плодоносит на плохих и хороших почвах и меньше на средних. Почвенные условия влияют на качество семян и энергию роста всходов. Средняя масса семян на плодородных почвах больше, чем на менее плодородных. Поэтому всхожесть и энергия прорастания семян лиственницы, собранных в древостоях IV—V классов бонитета, оказываются ниже, чем у семян, собранных в древостоях I—III классов, а рост сосен более энергичный, когда высеянные семена из древостоев I класса бонитета с плюсовых и элитных деревьев.

Урожай семян зависит от полноты насаждения: чрезмерно редкие насаждения так же, как и слишком густые, приносят мало семян.

Урожаи семян уничтожаются различными болезнями. Например, ржавчинный гриб иногда поражает 90—100% еловых шишек, в результате выход семян и их всхожесть резко снижаются. Повреждают семена и насекомые. Лиственничная муха, например, в периоды массового размножения полностью уничтожает обильные урожаи семян лиственницы сибирской.

Оценка урожайности насаждений. Для проектирования мероприятий по содействию естественному возобновлению леса, а также для планирования и обеспечения сбора семян необходимо определить на изучаемых объектах ожидаемый и фактический урожай плодов.

Периодичность плодоношения и урожайность семян.

Сосна обыкновенная 3—5 5—8 0,2—1,0.

Ели обыкновенная и 3—7 20—50 0,5—1,5.

Лиственница 2—3 20—60 2—10.

Сосна кедровая сиб. 5—8 600 50—80.

Дуб черешчатый 4—8 1000—2000 100—200.

Бук европейский 6—8 2000—4000 200—300.

Береза повислая Ежегодно 3—4 1—2.

Осина Ежегодно 1—2 0,5—1.

Урожайность древесных пород определяют несколькими методами: глазомерно; подсчетом плодов на пробных ветвях, модельных деревьев, учетных площадках; с помощью семеномеров и др.

При глазомерной оценке плодоношения используют шестибалльную шкалу В. Г. Каппера:

О — шишек или желудей нет (неурожай);

• 1—шишки или желуди имеются в насаждении в ничтожных количествах (очень плохой урожай);
• — в насаждении плодоношение слабое, по опушкам и на свободно стоящих деревьях удовлетворительное (слабый урожай);
• — удовлетворительное плодоношение деревьев в насаждениях и хорошее по опушкам и на свободно стоящих деревьях (средний урожай);
• — хорошее плодоношение деревьев в насаждениях и обильное по опушкам и на свободно стоящих деревьях (хороший урожай);
• *— обильное плодоношение в насаждениях по опушкам и на свободно стоящих деревьях (очень хороший урожай).

На основании данных оценки урожайности насаждений планируют и осуществляют заготовку семян, а также проектируют мероприятия по содействию естественному возобновлению.

Опадение и распространение семян. Созревание семян зависит от условий среды. В годы выпадения избыточного количества осадков семеношение задерживается, в засушливые годы прекращается, а после засушливых периодов идут обильные семенные годы. В насаждениях, произрастающих на более плодородных и хорошо увлажненных почвах, семена вызревают позже, чем на малоплодородных и сухих. Холодная сырая весна обычно задерживает цветение и созревание семян. По мере продвижения на север сроки созревания и опадения семян удлиняются.

Опадение и распространение семян происходят в разное время неодинаково. Например, у ивы, тополя, березы, ильмовых, ореха, каштана, дуба, бука, пихты, кедра семена опадают вскоре после созревания. Опад семян — длительный процесс.

Семена сосны и ели долго остаются в шишках на дереве и только в апреле у сосны, а у ели в марте они начинают вылетать. У лиственницы в северных районах семена начинают вылетать в феврале — марте, а в южных районах с теплой и сухой осенью — в сентябре, т. е. вскоре после созревания. Плоды ясеня разлетаются с августа по январь. Плоды клена остролистного опадают быстро, в октябре—ноябре. У кленов полевого и ложноплатанового семена опадают в сентябре — ноябре, татарского и ясенелистного удерживаются на дереве в течение всей зимы.

Ветер разносит на большие расстояния семена сосны, ели, лиственницы, пихты, липы, клена, ильмовых, тополей, ивы, ясеня, граба, березы, ольхи и многих других пород. Семена сосны, ели, пихты и лиственницы благодаря крылышкам разносятся ветром на расстояния до 250 м, плоды осины и березы — до 2 км.

Семена дуба, бука, лещины, кедровых сосен обычно опадают рядом с материнским деревом либо откатываются дальше и переносятся потоками воды.

Образование и развитие всходов. Проросшие семена древесных пород до одного года называют всходами. Их успешный рост и развитие могут происходить только при оптимальном сочетании всёх условий окружающей среды. Различные индивидуальные данные и наследственные особенности усиливаются благодаря микроусловиям, в которых находится каждое растение. Чем глубже окажутся семена в почве, тем труднее росткам пробивать толстый слой почвы, тем позднее в сравнении с другими они появятся на поверхности. Особенно чувствительны к глубине желуди дуба: оставшиеся на поверхности почвы или в глубине ее, они обычно не прорастают. Для содействия естественному возобновлению почву рыхлят, чтобы упавшие семена попали в благоприятные условия прорастания. Дикие животные рыхлят почву, зарывая в землю значительное количество желудей. В результате появляется благонадежный самосев дуба. Заделка в почву семян ивы, тополя, березы и других пород вредна, так как слабые проростки семян этих пород не могут пробить даже тонкий слой почвы и погибают.

Древесные породы требуют разных температурных условий. Для нормального прорастания семян большинства древесных пород необходимо, чтобы температура воздуха была 18—20°С. Сосна начинает прорастать при температуре 5—6°, ель при 16°, клен остролистный при 4—5°, а клен высокогорный при температуре около 0 °C. Семена большинства древесных пород прекращают всхожесть при температуре 40 °C и более. Однако при понижении температуры она активизируется.

Для прорастания семян сосны, ели, березы, ивы, осины, ольхи, лиственницы, дуба, каштана благоприятны богатые почвы, сильно разложившийся перегной и торф, хорошо защищенные от прямых солнечных лучей и ветра, отсутствие травянистой растительности.

Возобновление под пологом леса. Оно зависит от особенностей лесной среды, в образовании которой решающая роль принадлежит лесному пологу.

Благоприятные для возобновления условия: обеспеченность семенами высокого качества; постоянная влажность поверхности почвы, подстилки и живого напочвенного покрова; ограниченная освещенность под пологом леса; полог леса, защищающий всходы и самосев от воздействия крайних температур; ослабленное задернение почвы светолюбивыми травами; обилие микоризообразователей.

Неблагоприятные для возобновления условия: недостаточная освещенность под пологом леса; корневая конкуренция, особенно со стороны материнских деревьев; плотная лесная подстилка, наличие грубого гумуса, мощный моховой покров (из зеленых мхов и особенно кукушкина льна); недостаток влаги в почве; придавливание и заглушение всходов опадающей листвой и хвоей.

Приведенные благоприятные и неблагоприятные условия не охватывают всего многообразия природных условий возобновления в лесу. Многие из них проявляются в разной степени или не всегда. Кроме того, условия различной обстановки могут меняться во времени. Возобновление зависит от естественного изреживания, а также выборки деревьев при рубках, пожаре, т. е. тех факторов, которые влияют на сомкнутость полога. Возобновление леса под пологом часто происходит неравномерно, носит куртинный характер. Например, в сосновом лесу после слабого низового пожара появляется одновозрастное поколение сосны или какой-либо другой породы, равномерно размещающееся по площади.

Возобновления на вырубках. Благоприятные для возобновления условия: полная световая обеспеченность; отсутствие корневой конкуренции с материнскими деревьями (за исключением приопушечных мест); разложение подстилки и интенсификация микробиологических процессов; возможность механизированной обработки почвы и огневого воздействия на нее; положительное влияние некоторых видов живого напочвенного покрова.

Неблагоприятные для возобновления условия: опасность повреждений молодых поколений леса как от заморозков (выжимание, побивание побегов и т. д.), так и от действия высоких температур (опал шейки, ожог коры и пр.); пересыхание поверхности почвы, образование на ней корки, препятствующей прорастанию семян и развитию всходов; разрастание светолюбивых травянистых растений, особенно злаков, образующих дернину, затрудняющую прорастание семян и последующие стадии возобновления леса; резкое изменение освещенности.

В разных типах леса и лесорастительных условий вырубок и гарей, на склонах разных экспозиций создается неодинаковая обстановка для возобновления леса.

Развитие подроста. Молодое поколение древесных растений под пологом леса или на вырубках, способное сформировать древостой, называют подростом. Наличие достаточного количества подроста под пологом леса или на вырубке еще не означает, что лес, нужный для хозяйства, сформирован. Ряд факторов прямо или косвенно отрицательно влияют на развитие леса.

Смыкание крон подроста — это новый качественный этап в формировании леса. В случае равномерного распределения подроста, возникшего из семян одного семенного года, образуется и равномерное смыкание. С этого периода подрост считают насаждением, а площадь, занятую им, относят к покрытой лесом. При куртинном размещении подроста смыкание крон происходит позднее, чем при равномерном размещении. Куртинное возобновление характерно для разновозрастных лесов.

Подрост отдельных древесных пород классифицируют с учетом их особенностей. Так, еловый подрост делят на три категории благонадежности: жизнеспособный, сомнительный и ненадежный.

Состояние подроста (его рост и развитие под пологом леса) находится в зависимости от сомкнутости крон материнского полога. Наибольшее количество благонадежного подроста в хвойных лесах бывает при полноте 0,4—0,6, в буковых — при 0,6—0,7. Снижение или увеличение сомкнутости полога отрицательно сказывается на благонадежности и численности подроста. В высокополнотных насаждениях к поверхности почвы проникает мало света и тепла, влаги в почве недостаточно, верхний слой почвы длительное время находится в переохлажденном состоянии. Поэтому почти все всходы здесь погибают. Однако обилие света и тепла в редком лесу способствует разрастанию дернины. В этих условиях подрост сосны, например, погибает, не выдержав конкуренции с травяным покровом, заморозков, ожогов, иссушения почвы и т. д.

Различные древесные породы под сомкнутым пологом леса могут находиться в состоянии угнетения длительное время — еловый, пихтовый и буковый подрост до 60 лет и более. Сосна, береза и осина длительного затенения не выдерживают, дубовый подрост после 3-го года жизни в условиях сильного затенения превращается в торчки. Положительную роль в возобновлении леса играет подлесок. Например, лещина не угнетает самосев и подрост дуба, рябины и ольхи серой, ели и других пород. Однако лавровишня, азалия, рододендрон, падуб на Кавказе наносят возобновлению главных пород значительный вред. Необходимо учитывать изменение густоты и сомкнутости подлеска во времени. Вначале он может оказывать благоприятное воздействие, в дальнейшем, при разрастании,—отрицательное, сильно затеняя и заглушая подрост ценных пород.

Таким образом, успешность возобновления зависит от условий среды, полноты и возраста древостоя. Чтобы сформировать ценный молодняк, одинаково важно обеспечить урожай семян, создать благоприятные условия для образования и развития всходов и подроста.