Естественное возобновление сосняков Присурья

Актуальность темы

обусловлена необходимостью эффективного использования потенциала естественного лесовозобновления хозяйственно ценных древесных пород, соотношения интенсивных и экстенсивных методов восстановления лесов, сохранения их генетического потенциала, биоразнообразия. Это полностью согласуется с программой «Лесовосстановление в лесном фонде РФ на 2002;2010 гг», целью которой является обеспечение единства и оптимального баланса способов рубок главного пользования, естественного возобновления леса и создания лесных культур, разработку региональных систем лесовосстановления.

Действующая «Концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003;2010 годы» также нацеливает лесное хозяйство на воспроизводство лесов за счет создания благоприятных условий для естественного возобновления.

Лесоустройство в Пензенской области в большинстве случаев констатирует отсутствие надежного естественного возобновления в сосновых лесах и ориентирует лесное хозяйство на искусственное восстановление сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.). Однако массовое применение лесокультурной практики несет в себе опасность проявления ряда негативных моментов, являющихся следствием нарушения естественных процессов в искусственных насаждениях. Это является предметом обсуждений до настоящего времени (Материалы IX Мирового лесного конгресса, 1985; Алексеев, Келломяки и др., 1998; Авров, 2000, 2001; Милютин 2003; Фрейберг и др., 2001, 2004; Краснобаева, 2005; S. Wagner, L. Lundqvist 2005 и др.).

Цель и задачи исследований.

Цель исследований — оценить лесовозобновительный потенциал сосновых лесов Пензенской области и разработать рекомендации по его использованию.

Задачами исследований явились: оценить степень обеспеченности подростом сосны её насаждений в районе исследований;

— изучить факторы, влияющие на накопление подроста в сосняках региона;

— установить влияние рубок леса на накопление подроста сосны;

— разработать рекомендации по использованию естественного лесовозобно-вительного потенциала сосновых лесов области.

Научная новизна. Для условий Пензенской области выявлена обеспеченность спелых сосновых насаждений подростом, изучены особенности лесово-зобновительного процесса сосны под пологомустановлены основные факторы, оказывающие негативное влияние на ход её возобновления. Выявлены особенности накопления подстилки в связи с нанорельефом в сосняках бруснично-орляковых.

Практическая ценность и реализация работы. Для условий района исследований показана возможность значительно уменьшить расходы на лесовосста-новление, используя малозатратные технологии содействия естественному возобновлению леса, одновременно сохраняя биоразнообразие и повышая устойчивости местных популяций сосны в лесах первой группы. Разработка реализована в условиях Кададинского опытного лесхоза Пензенской области.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Оценка лесовозобновительного потенциала сосняков области.

2. Естественное заселение сосной земель, вышедших из-под сельскохозяйственного пользования.

3. Лесовозобновительная эффективность рубок и огня как мер содействия.

4. Рекомендации по использованию лесовозобновительного потенциала сосновых насаждений Пензенской области.

Обоснованность выводов и предложений, сформулированных в диссертации, базируются на использовании достаточно большого экспериментального материала, собранного с использованием апробированных методик, статистических методов обработки собранного материала, а также обеспечены теоретическими решениями и экспериментальными данными, и не противоречат известным положениям лесоведения и лесоводства.

Личное участие автора состоит в аналитическом обзоре исследований по естественному возобновлению сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.), формулировании цели, гипотезы и задач исследований, выборе методики, проведении полевых работ, сборе фактического материала, анализе и обобщении результатов исследований.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и опубликованы в материалах III Всероссийской научно-практической конференции «Экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства» (Пенза, 2003) — научно-практических конференциях в МарГТУ (Йошкар-Ола, 2003, 2004), Международной конференции в рамках проекта Tempus CDJET-23 082−2002 «Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы» (Йошкар-Ола, 2005), научных чтениях в Татарской ЛОС (Казань, 2005).

Основные положения и материалы диссертационной работы опубликованы в семи печатных работах.

Объем собранного материала включает 57 пробных площадей, заложенных в лесхозах Пензенской области. На пробных площадях выполнен учет естественного возобновления с закладкой более 1500 учетных площадок с учетной л площадью более 14 000 м. Обмерено 2035 годичных приростов соснового подроста.

Обмерено 150 диаметров и высот в спелых древостоях для построения кривых высот.

Выполнено определение возрастов древостоев по 127 пням.

Определены температуры воздуха и почвы на разных глубинах, влажность воздуха на вырубках и под пологом, выполнено более 3000 замеров освещенности под пологом и на вырубках.

Сделано 987 замеров мощности подстилки.

Замерены длина корневой системы и надземной части у 60 экземпляров подроста разных возрастов.

Кроме того, проведена экспериментальная минерализация на 35 площадках под пологом спелых и приспевающих древостоев.

Выполнены работы по восстановлению насаждений с использованием естественного лесовозобновительного потенциала сосняков с получением соснового подроста предварительной генерации на площади 67 га.

Объем работы.

Диссертация изложена на 167 е., 39 иллюстраций, 120 источников, в том числе 5 иностранных, 20 приложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Устойчивое управление лесами предполагает выгодное для экосистем и человека неограниченно длительные взаимоотношения, основанные на широких научных познаниях в области экологии, экономики и социологии. Восстанавливаемые ресурсы природы для человеческого общества в связи с истощением ископаемых ресурсов будут играть все большую роль.

Поэтому одной из основных задач в лесной политике уже сейчас является организация неистощительного многофункционального пользования лесами.

В свою очередь, это предполагает повышение устойчивости лесов, а значит сохранение и поддержание исторически сложившейся структуры лесного фонда, что обеспечит сохранение биологического разнообразия на всех уровнях. Причём, одним из существенных критериев является повышение доли естественных лесов в лесном фонде. Всё это обуславливает необходимость особого внимания вопросам реализации имеющегося восстановительного потенциала наших лесов.

Пензенская область расположена в умеренном климатическом поясе. Согласно многолетним наблюдениям гидрометслужбы, погода в области отличается неустойчивостью. Наибольшее количество годовых осадков выпадает в Засурье (около 650 мм) — районе основных массивов сосновых лесов области. В летний период климатические условия области характеризуются засушливостью, возрастающей в направлении с севера на юг.

Сосновые леса на древнеаллювиальных песках в Засурье играют большую водоохранно-защитную роль, поскольку 75% питания Суре дают талые снеговые и дождевые воды.

Доля сосновых лесов в рассматриваемом регионе составляет 52,5% (121 931 тыс. га) от их площади в государственном лесном фонде. Преобладающим в сосняках области является орляково-разнотравный тип леса (24,2%).

Расчетная лесосека четырех лесхозов, находящихся в Засурье и Присурье составляет 72,2% от всей расчетной лесосеки по Пензенской области. Третья.

часть от неё (32%) принадлежит Кададинскому лесхозу. Фактически здесь заготавливается 35% всей сосновой древесины области.

Данные лесоустройства свидетельствуют об имеющихся противоречиях в достоверности информации о естественном возобновлении сосны в основных типах сосновых лесов.

Сосняки Кададинского, Кузнецкого, Никольского и Чаадаевского лесхозов находятся южнее границы своего сплошного ареала и представляют собой островные леса (интразональную растительность), приуроченные в основном к древним речным террасам.

Сосновые древостой Кададинского лесхоза являются преобладающими (95,6%) и относятся к высшим классам бонитета, имея наибольшие средние запасы спелой древесины в области. Полноты третьей части древостоев сосны понижены и составляют 0,6 и менее.

Обследование, проведенное лесоустройством показывает, что под пологом приспевающих и спелых древостоев лесовозобновительный процесс идет плохо.

О проблемах естественного возобновления под пологом приспевающих и спелых древостоев свидетельствует анализ материалов лесоустройства.

В области обеспечивается искусственное восстановление практически только^ в сосновых насаждениях. По данным таксации, 90% культур области представлено сосной. Объемы содействия естественному возобновлению колеблются от 1,1 тыс. до 1,3 тыс. га, в том числе путем сохранения подростаот 0,2 тыс. в 1998 до 0,16 в 2003 году. В то же время погибло лесных культур на площади от 0,38 тыс. в 1998 до 0,543 тыс. га в 2003 г. Гибель лесных культур по отчетным данным происходит главным образом за счет неблагоприятных погодных условий. Наибольший ущерб приносит сосновым насаждениям корневая губка, очаги которой имеют тенденцию к расширению.

Пензенская область как регион не попала в сферу активных исследований современных ученых-лесоводов, изучающих процессы естественного возобновления сосны, а лесоустроительные проекты до сих пор остаются на" прежнем уровне необоснованного (типового) преобладания искусственного лесовосстановления.

Основными препятствиями естественному возобновлению сосны являются высокие летние температуры и повышенная вероятность засух. Они в значительной степени мешают лесовосстановлению на открытых площадях в типах лесорастительных условий, характеризующихся недостаточной или нестабильной влагообеспеченностью.

В условиях сосняков лишайниковых, лишайниково-мшистых, травяно-мшистых и орляково-разнотравных при отсутствии предварительного возобновления сосны ожидать её восстановления на вырубках этих типов леса естественным путем, даже при наличии источников обсеменения, бесполезно.

Предварительным возобновлением сосны в Пензенской области вполне могут быть обеспечены лишайниково-мшистые и зеленомошные группы типов леса на почвах легкого механического состава, даже в условиях с недостатком влаги.

В сосняках сложных, сформировавшихся на богатых почвах вследствие пожаров или заселения заброшенных сельскохозяйственных земель, восстановление естественным путем идет со сменой сосны на липу, реже клен. Здесь требуется создание лесных культур.

Из всего разнообразия природных факторов, влияющих на начальный этап расселения и накопления подроста древесных пород, степень влажности почвы для сосны обыкновенной почти не имеет значения. В лесостепи Пензенской области, при дефиците влаги, условия для возобновления на открытых площадях более благоприятно складываются для сосны, чем для березы.

С продвижением с севера на юг, в силу возрастающей сухости климата роль сосны в формировании молодняков на бывших пашнях в условиях малоплодородных песчаных и супесчаных почв возрастает.

Успешность лесообразовательного процесса на заброшенных пашнях связана с подготовленностью поверхности почвы, отсутствием корневой конкуренции материнского древостоя за влагу (в лесостепных районах), отсутствием конкуренции за свет с живым напочвенным покровом.

Земли, имеющие низкое плодородие и не используемые для производства сельскохозяйственных культур, следует оставлять для заращивания лесными древесными видами, в первую очередь сосной, скорость распространения которой на открытые пространства составляет 1,4 км за 100 лет. Высокобонитетные молодняки, формирующиеся на таких землях, не требуют ухода ни во время своего появления, ни в дальнейшем. Предлагаемые мероприятия позволят не только получить большое количество товарной хвойной древесины, но попутно решить вопросы рационального использования земель, увеличив площадь продуцирующих лесных насаждений, и достигнуть положительного нетто-стока углерода, решая тем самым вопросы глобальной экологии.

Главными факторами, препятствующими успешному возобновлению сосны, являются температура поверхности почвы и подстилка.

Основным регулятором температуры почвы в лесу является полог древостоя, а на вырубках эта роль переходит к живому напочвенному покрову. Его положительная роль в естественном возобновлении сосны на вырубках в боровых и суборевых типах лесорастительных условий с проявлением дефицита влаги (Ai, А1−2, Вь Bi2) возрастает, и её не следует недооценивать при выборе способа и технологии лесовосстановления.

Во многих случаях неудачи в создании лесных культур в данных лесорастительных условиях можно избежать, проводя мульчирование поверхности почвы опилками или любой другой органикой, например измельченными порубочными остатками, в достаточном количестве имеющимися на таких площадях. Это приведет к удорожанию искусственного лесовосстановления, но позволит провести дополнительную очистку мест рубок. Для такой операции существует целый ряд дробильных и измельчающих установок, которые навешиваются на колесный трактор и работают от вала отбора мощности.

В условиях Пензенской области очень важно отказаться от сплошных рубок в сосняках сухих типов лесорастительных условий: сосняках лишайниковых, лишайниково-мшистых, злаково-орляковых, злаково-разнотравных. Сплошные рубки, особенно на склонах южных экспозиций, резко меняют термические условия существования сосновых фитоценозов, препятствуя какому бы то ни было возобновлению древесными породами. Самая высокая температура воздуха составляет +38°С, а вероятность засух — 30.35% при 22 днях с относительной влажностью воздуха ниже 30% за период с мая по август.

Отказ от сплошных рубок необходим для успешного естественного лесовосстановления, предупреждения ветровой эрозии легких песчаных почв на склонах и размыва их дождевыми осадками и весенним снеготаянием. В указанных типах леса, а они, как правило, имеют низкую полноту, необходимо проводить содействие естественному возобновлению рыхлением поверхности почвы, проводя бороздование по направлению с востока на запад. Только затем, после накопления достаточного количества мелкого подроста, следует осуществлять выборочные рубки интенсивностью не более 20%. Создание здесь лесных культур может быть проведено только под пологом леса, который, притеняя саженцы, предупредит их гибель от высоких температур.

Подстилка, оказывая значительное воздействие на возобновление, формируется под воздействием ряда факторов. Так, хвоя сосны — основной компонент подстилки в чистых сосновых лесах, опадает на поверхность почвы изначально равномерным по толщине слоем, который затем претерпевает изменения. Под воздействием поверхностного водного стока лесная подстилка перераспределяется в понижения наноформ и затем микроформ рельефа. Таким образом, подстилка выравнивает поверхность нанорельефа с высотами до пяти сантиметров.

Следовательно, для более надежного и длительного функционирования минерализованной полосы рельеф её должен создаваться мелкобугристым. В данных условиях рекомендуется использовать почвообрабатывающие орудия, создающие размеры микрообразований в 5. .15 см в горизонтальном протяжении и 2,5.5 см по вертикали.

Главным лимитирующим фактором накопления всходов и самосева под пологом сосняков следует признать опад, но не световые условия. Поэтому значительный лесоводственный эффект по формированию благонадежного подроста сосны на суховатых и свежих почвах боров и суборей можно обеспечить разреживанием полога с одновременным проведением минерализации поверхности почвы. В условиях Пензенской области эти меры дают хорошие результаты.

С учетом типов леса лесовосстановительные мероприятия могут быть ориентированы либо на естественное, либо на искусственное восстановление.

В сложных типах леса следует проводить восстановление сосны искусственным путем, хотя качество древесины на богатых почвах, как известно, будет пониженным. Во влажных типах лесорастительных условий восстановление сосны также должно идти за счет создания лесных культур. В остальных типах леса следует ориентироваться на создание условий для предварительного возобновления сосны.