--PAGE_BREAK--
Таблица 5. насаждений по преобладающим породам
Таблица 6. Распределение запасов насаждений по преобладающим породам и классам
продолжение
--PAGE_BREAK--
В системе типов леса Смолоногова С.П. выделяются 3 группы лесорастительных условий, объединяющих лесные участки, однородные по характеру гидрологических условий, и, которые, в свою очередь, подразделяются на типы леса. Типы леса определяют производительность, специфику напочвенного покрова в разной стадии возрастной динамики древостоев, особенности возобновления и других лесоводственных процессов. В связи с выделением большого количества типов леса (40) обработка лесоустроительной информации была произведена по группам типов леса, которые сформированы по принципу сходства производительности и условий местопроизрастания (таблица 7).
Таблица 7. Образование групп типов леса
Таблица 8. Распределение покрытой лесом площади по типам леса
Таким образом, наиболее распространенными являются зеленомошно-ягодниковые группа типов леса (36,1%). Она и эксплуатируется (таблица 8).
2. Литературный обзор
2.1 Сплошные концентрированные рубки, их достоинства и недостатки
Сплошная рубка – это рубка, когда древостой вырубается полностью в один прием. В определенных случаях после рубки на корню остается незначительная часть древостоя, в частности, тонкомера.
В отличие от выборочных, указывал Мелехов И.С. (1966), сплошные рубки соответствуют требованиям светолюбивых пород, структуры одновозрастных древостоев. Сплошные рубки вызывают изменения в лесорастительных условиях: резко меняется световой и тепловой режимы, происходят заметные гидрологические изменения, в связи с чем могут очень измениться напочвенные и почвенные условия, состав возникающих после рубки лесов (смена пород).
Сплошные рубки различаются по размерам и форме вырубаемых участков, а также по интенсивности вырубки древостоя.
По размерам участков они могут быть разделены на сплошнолесосечные рубки небольшими, строго ограниченными участками в виде цепочек и на концентрированные рубки большими площадями.
Концентрированные рубки на больших площадях являются основным способом заготовок в лесах IIIгруппы. Эти рубки обеспечивают возросшие потребности народного хозяйства нашей страны в древесине. Их нередко применяют на севере, на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке и в некоторых других районах страны. Концентрированные рубки в больших объемах стали применяться у нас в 30-х годах текущего столетия. Уже в 1914 г. на Урале был применен производственный опыт сплошных рубок кварталами 2x2 км, которые назывались «рубками Шенка» (Хорев И.И., 1935). В 1928 г. по инициативе профессора Орлова М.М. в некоторых массивах применяли в опытном порядке концентрированные рубки с шахматным расположением лесосек, например, в бывшем Ельцовском комбинате (Архангельская область).
Концентрированные рубки широко начали применять с 1936 г. в лесах Западной Сибири, Дальнего Востока и некоторых других районов (по запросам лесозаготовительной промышленности).
Концентрированные рубки широко применяют и в зарубежных странах: США, Канаде, Швеции, Финляндии, в небольших объемах в КНДР, КНР и Японии (Мелехов, 1966).
Наименее жесткие требования предъявляются при проведении главных рубок в лесах Ш группы, где концентрированные рубки допускаются практически во всех направлениях, расположенных в ле-сосырьевых базах лесной и деревообрабатывающей промышленности за исключением хвойных и твердолиственных древостоев на склонах крутизной более 10°. В закрепленных за лесозаготовителями лесах Ш группы концентрированные рубки допускаются в северной зоне при вывозке древесины по железной дороге в хвойных древостоях, произрастающих на склонах до 10°.
В большинстве случаев отмечается, что концентрированные рубки имеют как достоинства, так и недостатки.
К достоинствам данного способа сплошнолесосечных рубок относятся повышение, по сравнению с другими способами и видами рубок, эффективности капиталовложений при лесоэксплуатации; создание благоприятных условий для роста производительности труда; улучшений бытовых условий рабочих: возможности комплексной механизации, быстрого освоения перестойных насаждений без потери качества выращиваемой древесины и индустриализации лесовозобновления, в частности, создания культур, простота отвода лесосек.
К недостаткам следует отнести сильное изменение лесорастительной среды. Концентрированные рубки, разрывая сложные многофакторные взаимосвязи и взаимодействия компонентов растительного сообщества, в любом типе леса приводят к катастрофической смене лесного фитоценоза. В процессе рубки не только удаляется структурная часть фитоценоза (древостой), но и значительно нарушается. При этом самосев и подрост почти полностью уничтожаются, на значительной площади сдирается подстилка и перемешивается с верхним горизонтом почвы. Практически создаются новые лесорастительные условия, экологическое влияние бывшего леса утрачивается. Изменяется также сильно зооценоз (его состав), т.к. исчезают защитные факторы и становятся иногда новые ресурсы. Полное удаление древостоя, переработка нанорельефа и почвы, нарушение лесной подстилки, живого напочвенного покрова, подлеска, подроста и т.д. приводят к значительной динамике важнейших почвообразовательных процессов, аммонификации, нитрификации, наблюдается иное разрушение целлюлозы, разложение почвенного гумуса. Изменяется также структурная часть биоценоза – климат (атмосфера). Происходят резкие перемены температуры и влажности воздуха его движения и состава. Такие рубки вносят значительные изменения в природу леса, особенно в экологическую обстановку. Ведут к упрощению природной среды, уменьшению растительной массы, нарушению экологии в целом. Подобные рубки способствуют образованию малопродуктивных типов вырубок, приближающихся к травяным, лишайниковым, моховым биоценозам, слабо выполняющих экологические функции (Набатов Н.М. и др., 1991).
С удалением материнского полога резко меняются условия на вырубках: до 20 раз увеличивается приток солнечной радиации и освещенность, уменьшается относительная влажность воздуха, увеличивается скорость ветра, на вырубках отмечаются значительные перепады температур и изменение влажности корнеобитаемого слоя почвы. Резкое изменение экологической обстановки приводит к тому, что процесс естественного лесовосстановления растягивается порой на долгие годы, а территория вырубки на этот период не только утрачивает защитные функции, но и изымается из процесса выращивания. Проведение концентрированных рубок в лесах южной зоны может привести к задернению и даже остепнению вырубок, а в лесах северной зоны – к заболачиванию. На подобных вырубках велика опасность образования очагов вредных насекомых, особенно майского хруща, а при недостаточной очистке лесосек характерно резкое увеличение пожарной опасности.
Особенно большой вред приносят концентрированные рубки в разновозрастных насаждениях, т.к. по своей сути не отвечают природе таких насаждений. На лесных делянках, где неблагоприятный водно-воздушный режим (колеи, понижения) сначала поселятся влаголюбивые сфагнумы, кукушкин лен, пушица, иногда – кустарниковые ивы. Возобновление древесными породами в Iдесятилетие после вырубки здесь отсутствует. Поселение их идет только в межколейном пространстве и по обочинам волоков. В связи с большой плотностью почв и бедностью элементами питания на участках с разрушенным почвенным покровом в первые годы после поселения древесных пород наблюдается отставание их в росте. Корни поселившихся древесных растений не способны проникнуть в уплотненную почву, и самосев погибает при вымывании осадками и выжимании морозом (Серый В.В. и др., 1997).
Отрицательное влияние концентрированных рубок усугубилось механизацией лесозаготовок. Такие рубки в большинстве типов леса вызывают необходимость проведения дорогостоящих лесокультурных работ. Подобные рубки способствуют образованию малопродуктивных типов вырубок, утрачивают защитные функции, замедляют процессы старения естественного лесовосстановления. Однако при строгом соблюдении лесоводственных требований к технологии лесосечных работ на пологих склонах рубка не вызывает эрозионных процессов.
Сплошные концентрированные рубки изучали многие лесоводы: Ткаченко М.Е. (1931, 1939, 1935); Алексеев СБ. (1938, 1954, 1955); Молчанов А.А. (1957); Нестеров В.Г. (1954); Шиманкж А.Л. (1955, 1956); Побединский А.В. (1964, 1966, 1978, 1986, 1995); Мелехов И.С. (1966); Хлебодаров В.Н. (1977); Титов С.Д. (1991); Маслаков (Е.Л. (1964, 1981); Крылов Г.В. и др. (1975); Бех И.А. (1985); Луганский Н.А. (1991); Набатов Н.М. (1991); Обыденников В.И. (1996) и многие другие.
В связи с проведением концентрированных рубок Мелехов И.С. (1996) выделил ряд задач:
рациональное и полное использование древесины, включая лиственные и фаутные хвойные деревья;
борьба с недорубами, хранение заготовленной древесины, использование отходов и т.д.;
скорейшее полноценное облесение вырубок;
освоение части вырубаемых площадей для нужд сельского хозяйства; я а использование вырубок для охотничьего хозяйства;
перевод имеющихся вырубок в территории для промышленного и гражданского строительства;
борьба с заболеванием вырубок, с вредителями леса, усиливающими свое воздействие после рубок, охрана вырубок от пожаров и т.д.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.2 Взаимосвязи условий местопроизрастания, технологий лесозаготовок и лесовосстановления на сплошных концентрированных вырубках
Биологической предпосылкой длительного существования таежных лесов является непрерывно протекающий процесс появления под их пологом молодого поколения – подроста. Относительно благоприятные условия для его существования и последующего выхода в верхний ярус создаются после начала естественного разрежения материнского древостоя.
В местообитаниях коренных еловых типов после их уничтожения рубкой, топорами или в результате других стихийных явлений открытые пространства занимают пионерные мягколиственные сообщества, под пологом которых спустя 25–30 лет селится ель.
Успех естественного возобновления на раннем этапе определяется наличием семян и состоянием «ложа» для их прорастания. В таежных лесах травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы, лесная подстилка препятствует появлению всходов хвойных по род, особенно сосны. Как показали многолетние опыты, под пологом соснового древостоя, не тронутого или разреженного вырубкой, самосев сосны не появляется.
В тайге появлению молодых всходов сосны способствуют устойчивые низовые пожары, которые появляются, например, в условиях Фенноскандии через 80–100 лет (Зябченко С.В.). Санников С.Н. (1997) отмечает, что пожары в сосняках повторяются циклически с интервалом 100 лет. Автор указывает, что уровни обсеменения сосны на гарях, вырубках вполне достаточны, составляя в прилегающей к ней 50-метровой полосе 23–30%, а в 100-метровой – 14–18%. В сосняках зеленомошных, по его мнению, после устойчивого пожара условия оптимальны для появления и развития всходов.
На рост молодого поколения сильно влияет световой режим. Характерно, что даже в редких древостоях с разомкнутым пологом корневые системы деревьев находятся в сомкнутом состоянии и сосредотачиваются в верхних горизонтах почвы, препятствуя развитию корневых систем подроста и формированию его подземной массы. И только в образовавшихся за счет отмирания отдельных деревьев больших окнах (5–10 м в диаметре) сосновое молодое поколение выходит в верхний ярус.
По данным Зябченко С.С. (1984), в Северной Финляндии хорошее возобновление происходит на 25% вырубок, удовлетворительное на 20%. В Швеции около 50% лесных площадей обеспечены естественным возобновлением (Ваrring, 1974) и лишь 7% площади на вырубках не покрыты лесом (Ingelog, 1973). На долю естественного возобновления в европейских странах приходится 10-25% возобновляемой площади лесов (Wolfgang, 1978). Автором отмечается, что естественное возобновление концентрированных вырубок в таежной зоне проходит успешно, но в большинстве лиственными породами. Лесоводы с давних пор стремились разумно использовать природные особенности лесов. Так, еще в 1831 г. Перелыгин П. в «Начертаниях правил лесоводов» наметил меры по сбережению подроста при рубке леса. Л.Н. Ясынов (1882), обобщив накопившийся опыт, подчеркнул важность сбережения подроста ценных пород. Турский М.К. (1894) призывал лесоводов беречь при рубке сосновый подрост в Ткаченко М.С. (1933) установил, а затем другие исследователи подтвердили, что сохранение подроста не только создает экономию трудовых и денежных затрат на лесовосстановление, но и сокращает период наступления эксплуатационной спелости древостоев на 20–40 лет.
Успешное естественное возобновление за счет сохранения предварительного возобновления отмечено для сосновых лесов Урала. В сухих условиях произрастания оптимизм возобновления под пологом спелых и перестойных насаждений сосны отмечен при полноте 0,7 (Воробьев, 1967), в свежих – 0,8–0,9 (Романов, 1963; Воробьев, 1967); для сосновых лесов Урала – 0,6–0,7 (Луганский, 1974).
Ряд авторов (Побединский, 1986; Обыденников, 1990, 1986 и др.) указывают на прямую зависимость успешности лесовозобновления от технологии лесозаготовок. Степень воздействия лесозаготовительной техники на почвенно-растительный покров различается в зависимости от зонально-типологических особенностей лесов, сезона заготовок, конструктивных особенностей машин и технологических процессов лесосечных работ. На сплошных вырубках в одном и том же типе соснового леса в зависимости от сезона и технологии вырубок, сохранности подроста, способа очистки лесосек, степени минерализации почвы и условий обсеменения могут образоваться несколько качественно различных эколого-динамических рядов возобновления и развития насаждений – типов формирования (Соловьев, 1968; Санников, 1970; Соловьев, Санников, 1997). Наиболее негативные воздействия проявляются в регионах с избыточным увлажнением и мерзлотными почвами, а также в горных лесах (Побединский, 1955).
Проведенные в последние годы многими авторами (Петров, 1974; Данилик, 1975, 1979; Обыденников, Выхин, 1976, 1978; Обыденников, 1982, 1996 и др.) исследования также подтверждают, что влияние лесозаготовительной техники на применение отдельных структурных частей фитоценоза определяется лесорастительными условиями и типами применяемых механизмов. По данным Зябченко С.С. (1984), использование современных лесозаготовительных машин при сложившейся технологии в преобладающих типах леса приводит к высокому (65–80%) уничтожению подроста.
При разработке лесосек трелевочные механизмы во время раз воротов и движения с грузом и без груза гусеницами и трелюемыми деревьями нарушают живой напочвенный покров, лесную подстилку и верхние слои почвы. На летних лесосеках наиболее заметное воз действие на поверхность почвы проявляется в лишайниковых и вересковых типах леса. В этих лесорастительных условиях минерализуется (полностью или частично) 13–20% поверхности почвы.
В сосняках брусничниках при работе механизмов минерализуется 10–17% поверхности почвы. Несколько пониженный процент минерализации объясняется более развитым живым напочвенным по кровом и наличием плотной лесной подстилки.
При разработке лесосек в сосняках черничниках минерализуется 8–16% поверхности почвы. Распределение минерализованных мест на вырубках неравномерное (встречаемость 32–46%).
По данным Санникова С.Н. (1997), на сплошных вырубках различных типов при близких условиях обсеменения (до 50 м) численность жизненного самосева сосны последующего поколения на вырубках зимнего сезона во всех типах леса не превышает 2,0–2,5 тыс. га. Она в 5–10 раз ниже, чем на гарях и вырубках с частичной минерализацией почвы (10–27%). Густота самосева сосны изменяется почти пропорционально последней и достигает 4–12 тыс. шт./га и достаточна для удовлетворительной оценки возобновления. Для сравнения можно привести данные по воздействию лесозаготовительной техники в других районах. При использовании ЛП–19 в ельнике липняковом на Урале участки с сильной степенью минерализации почвы составили 65%. (Пономарев, Смердов, 1979). В темнохвойных лесах
Свердловской области агрегатная техника (ЛП – 19, ЛП – 18, ТТ – 4) изменяет 90–95% поверхности лесосеки (Данилик, 1978). Д! По данным Вялых Н.Н., Гущина В.А. (1991), при проведении сплошных концентрированных рубок на Европейском севере без сохранения подроста с использованием агрегатной техники ВТМ ЛП — 49 и валочно-сучкорезных машин (локомо и софиты) подрост, подстилка и живой напочвенный покров уничтожается. При этом минерализация достигает 80–90%. Плотность почвы увеличивается в 1,2-1,4 раза, что отрицательно сказывается на свойствах почвы и после дующем возобновлении. 70–80% площадей, вышедших из под еловых древостоев, возобновляется березой. Процесс возобновления вы рубок растягивается на 15–20 лет.
Самые значительные размеры повреждения почв, разрушения их морфологического строения и уплотнение наблюдаются в процессе трелевки, обрезки сучьев и погрузки древесины на транспорт. На трелевочных волоках и сучкорезно-погрузочных пунктах почвенный по- кров уплотняется до 15–70 см, глубина корней достигает 45–50 см (Серый, 1997). При небольшом числе рейсов трактора 4 – 6 на дренированных почвах на волоке создается перемешанный горизонт минеральной почвы с органикой (подстилка, покров, хвоя, кора и т.д.). При увеличении количества рейсов волок углубляется на песчаных и супесчаных почвах на 5–15%, уменьшается общая скважность, на 17–22% увеличивается масса верхнего горизонта, а на среднесуглинистых почвах эти показатели изменяются соответственно на 17–23% и 47–50% (Побединский, 1973; Петров, 1974). На лесосеках темнохвойных лесов Свердловской области после работы тракторов марки ЛП-18, ЛП–19, ТТ–4 плотность почвы увеличивается в 2,5 раза. 1 Данные В.С. Серого и др. (1991, 1997) для Европейского Севера свидетельствуют, что восстановление свойств почвы происходит за 25–70 лет, плодородие не ранее, чем за 30 лет. Исследуя силу воздействия различных механизмов, авторы указывают, что удельное давление ЛП–49 в 1,5 раза выше допущенного. При использовании ЛП–49 в бесснежный период на 80–90% площади лесосеки нарушается почвенный покров. Минерализация 40 – 56% общей площади. Лесная подстилка на нарушенных участках (на вырубках 1-го десятилетия она отсутствует) начинает формироваться на 15–20 год после рубки. Плотность верхних смешанных горизонтов на 3–16% выше, чем на кострище (А0, А2, А1; нижележащих (В1 В2, В0) – на 5–20%. Меньше уплотняются почвы тяжелого механического состава и пески, сильнее – легкие и средние суглинки.
Ряд авторов (Прудов, Серый, 1987; Газизуллин, Сабиров, 1989, Аникеева и др., 1990) отмечают, что плотность подзолистых почв при использовании агрегатной техники возрастает до 1,7–1,8 г/ см3 (способность почвы к самовосстановлению ослабевает или полностью утрачивается).
Наиболее сложной является динамика почвенного азота. Потери азота после вырубки больше в богатых почвах, но восстановление прежнего уровня происходит там быстрее, чем в бедных почвах. Отмечено, что содержание азота в почвенном растворе и уровень азотификации больше после вырубки. Торфянисто-подзолисто-глеевая почва более чувствительна к вырубке леса (Нобель М.Р., 1990).
По данным Зябченко С.С. (19984), применяемые на сплошных рубках механизмы сходны по характеру воздействия на поверхность почвы, но различаются по степени воздействия на нее (проценту минерализации почвы).
По материалам Залесова С.В., Платонова Е.П., Лопатина К.И., Годовалова Г.А. (1995, 1996) отмечается в целом слабая изученность вопросов сохранности подроста предварительной генерации при лесозаготовках и накопление подроста последующей генерации, процессов естественного лесовосстановления, заболачиванию вырубок, смене пород. Подчеркиваются неоправданные затраты средств на создание лесных культур в условиях, где при соблюдении технологий лесозаготовок для успешного лесовосстановления вырубок достаточно было провести простейшие меры содействия естественному возобновлению.
Исследования проведены на вырубках 3–5 – летней давности Мегионского лесхоза Тюменской области Ханты-Мансийского автономного округа. В работе указывается, что строгое соблюдение технологии лесозаготовок при проведении сплошнолесосечных рубок в сосняках мшисто-ягодниковых и лишайниковых позволяет обеспечивать успешное естественное возобновление вырубок в течение 3–5 лет хозяйственными породами без проведения лесокультурных работ.
Учет типа леса при проектировании лесовосстановления вырубок позволяет снизить объем лесокультурных работ за счет исключения их проведения на вырубках мшисто-ягодникового, лишайникового и разнотравного типов леса.
По данным Вялых Н.И. (1991), Серого В.С. (1997), на вырубках, образовавшихся после разработки лесосек ЛП – 49, складываются в течение 1-го десятилетия весьма неблагоприятные лесорастительные условия для проведения последующего возобновления хвойных пород. Создалась реальная угроза возможного разрыва между рубкой и лесовосстановлением ежегодно на площади 20 тыс. га.
Сплошные концентрированные рубки, проводимые без сохранения подроста с применением машин ЛП–49, приводят к формированию луговиковых, вейниковых и долгомошных вырубок, на которых возобновление хвойных пород обычно растягивается на 10–20 лет.
Важную роль в обеспечении естественного возобновления имеет оставление обсеменителей с одновременной минерализацией почвы и качественная очистка лесосек от порубочных сегментов.
Автором считается, что лесовозобновление сосной на вырубках удовлетворительно происходит после рубок сосняков: лишайниковых, вересковых и брусничников по сравнению с более производительными типами леса.
По данным Чертовского В.Г. (1963) и Артемьева А.Н. (1970) в Архангельской области в течение Iдесятилетия около 60–65% вырубок успешно возобновляются хвойными и лиственными породами и за 20–летний период – 80%.
Теринов Н.Н. (1991) также указывает на высокую эффективность использования предварительной генерации подроста, что возможно при соблюдении соответствующих технологий. Установлена взаимосвязь количества подроста предварительной и последующей генерации с расстоянием от стены леса. Отмечено, что 84% подроста последующей и 60% предварительной генерации находится на расстоянии до 5 м от стены леса. В зависимости от микрорельефа и состояния поверхности почвы количество хвойного подроста последующей генерации распределялось следующим образом: 57% от общего количества находится в противопожарных бороздах вблизи стен леса, по 10% – на минерализованных микроповышениях и микропонижениях и 33% – на участках с неповрежденной поверхностью почвы. Сохранение достаточного количества предварительного подроста обеспечило бы формирование подростов со значительным участием их в составе хвойных пород. Однако в горных лесах Среднего Урала сплошная минерализация почвы при сплошно-лесосечных рубках в хвойно-лиственных насаждениях не обеспечивает успешного восстановления этих участков хвойными породами.
Таким образом, для лесных экосистем одним из дестабилизирующих факторов катастрофического действия являются именно сплошные рубки (Перевозникова, 1991), но их последствия можно смягчить разработкой мероприятий, направленных на рациональное лесопользование и грамотное лесовосстановление, основанные на закономерностях лесообразовательного процесса. Огромную роль по снижению отрицательного воздействия сплошных рубок на среду играет подготовка длительных прогнозов на основе как можно большего количества фактического материала. Тот же автор на основе экспериментального материала указывает на возможность типизации комплекса условий микросреды на вырубках по способности к заселению древесными хвойными породами, распространяя ее на вырубки любого типа и региона:
1. Улучшенные для заселения хвойными породами условия микросреды.
2. Лабильные, реагирующие на применение погодных условий.
3. Ухудшенные для заселения хвойными породами.
Направление лесовосстановления на вырубках во многом зависит от условий микросреды после проведения рубки. Важны такие факторы, как сохранение подроста, обсеменителей, захламленность территории, степень минерализации почв. Титов (1991) указывает, что успешное последующее возобновление хвойными породами происходит на вырубках с сильной минерализацией почв.
Наблюдается зависимость процессов возобновления от механического состава почв (Вихров, Грибанов, 1991). На песчаных почвах вырубки в основном возобновляются чистыми сосновыми древостоями, на суглинистых восстановление происходит через смену пород на мягколиственные, но после их смыкания отмечается благонадежный прирост (подрост) хвойных пород. Восстановительные процессы тесно связаны с общим плодородием почв, мощностью лесной подстилки и т.д.
Луганский Н.А. (1991) отмечает, что на север процесс восстановления ослабевает из-за ухудшения температурного режима и в связи с накоплением мощности подстилки. В срок до 5 лет после рубки возобновляются вырубки сосняков брусничных, зеленомошно-ягодниковых, причем доля успешного возобновления составляет 71–100%. Смолоноговым, Шиховой (1987), Смолоноговым (1986) выделяются 6 стадий онтогенеза в лесу:
1 – стадия возобновления (инфантильная) – появление и накопление всходов (самосев), их индивидуальный рост в разомкнутом состоянии;
2 – стадия молодняка (ювенильная) – жизнь особей (в условиях образования биогрупп) под пологом других лесообразователей или материнских древостоев;
3 – стадия жердняка и большого роста (2-я ювенильная) – усиление ростовых процессов, дифференциация и отход особей, отставших в росте в условиях высокой сомкнутости полога, формирование второго древесного яруса под пологом других лесообразователей или материнских древостоев;
4 – стадия возмужания (1 адолесцентная) – активные ростовые процессы, начало плодоношения особей верхнего полога, начало плодоношения особей в верхний полог;
5 – стадия зрелости (2 адолесцентная) – обильное плодоношение, снижение интенсивности и стабилизация ростовых процессов;
6 – стадия старения и отпада (сенильная) – ослабление плодоношения, замедление ростовых процессов, отмирание отдельных частей, затем гибель всего дерева разрушение древостоя вцелом. Возобновление вырубок процесс сложный, идущий постепенно и зависящий от огромного ряда факторов, в том числе климатических и исходных почвенных условий, применяемых технологий и мероприятий по лесовосстановлению, применению микросреды после рубки, степени минерализации почвы, возраста вырубки и т.д. Наиболее рациональным и быстрым путем восстановления хвойных пород признано сохранение семенников, тонкомера и подроста (Бондарчук И.П. и др., 1988).
В связи с этим были подобраны участки вырубок разного возраста, разных групп типов леса, с различной степенью минерализации, в которых закладывались ППП, древостой находятся на различных стадиях возрастной восстановительной динамики. В то же время имеется необходимость расширения спектра ППП, а мониторинг в таких лесных экосистемах должен вестись как можно более значительный срок и систематически.
2.3 Динамика нижних ярусов на сплошных концентрированных вырубках
Удаление древостоя в процессе рубок увеличивает доступ солнечной энергии и атмосферных осадков к поверхности почвы. На вырубках изменяется температурный и водный режимы воздуха и почвы, активизируются микробиологические процессы и в результате под пологом леса складываются измененные по отношению к микроклимату экологические условия. Последние определяют динамику развития живого напочвенного покрова и в комплексе с другими факторами (наличие источников обсеменения, состояние почвы и подстилки) влияют на ход естественного возобновления вырубаемых площадей (Зябченко, 1984).
Увеличение освещенности, повышение температуры воздуха и почвы, количество выпадающих осадков на сплошных вырубках способствуют интенсивному разрыхлению лесной подстилки, в результате чего ее мощность уменьшается, а почва обогащается продуктами распада, главным образом, азотом, снижается кислотность (Лазарева, Морозова, 1979). Высокая кислотность почв на вырубке может быть одной из причин плохой приживаемости и роста всходов сосны. По мере разложения лесной подстилки и уменьшения плотности мохового покрова улучшаются условия для появления и развития всходов сосны.
С давностью рубки увеличиваются различия травяно-кустарникового яруса и через 3–4 года после рубки существенно меняется весь облик растительности. При увеличении массы в 7,9-8,8 раза из травяно-кустарникового яруса практически исчезают свойственные темнохвойным насаждениям виды (кислица, майник, седмичник, грушанка, черника), а их место занимают светолюбивые виды (вейник лесной, золотая розга, иван-чай и т.д.). Обычно на 3–4 год вся вырубка покрывается травостоем средней высоты 46–50 см (Данилик, Исаева, 1969).
Зябченко С.С. (1984) отмечает, что в сосняках северотаежной подзоны Карелии и Мурманской области живой напочвенный покров на вырубках изменяется незначительно по отношению к коренным типам леса, в то время как на вырубках среднетаежных лесов динамика и фитоценотический состав живого напочвенного покрова вырубок в условиях брусничных и черничных типов леса отличается от растительности под пологом древостоя. В этих лесорастительных условиях исчезают теневыносливые виды и доминирующая роль принадлежит злакам. А в более влажных типах (зеленомошные и сфагновые) – мхам (кукушкин лен, сфагнум). Злаки сильно затрудняют возобновление хвойных пород на сплошных вырубках, но значительная часть самосева сосны и ели выживает. Есть данные, которые показывают, что водорастворимые вещества из всходов лесных злаков снижают всхожесть семян сосны и ели, рост корней и ослабляют всходы в начальной стадии роста (Титов, 1988; Стальская, 1972; Побединский, 1977; Каразия, Юрелёпис, 1979; Залесов, Луганский, Щавровский, 1994).
В противоположность злакам иван-чай оказывает положитель ное влияние на возобновление сосны и ели (Мелехов, 1954; Декатов, 1961; Побединский, 1980). К тому же водорастворимые выделения иван-чая не сказываются отрицательно на всхожести семян хвойных (Каразия, Юрелёпис, 1979).
На участках, занятых травостоем из злаков, количество и сила заморозков больше (Залесов, Луганский, Щавровский, 1994), чем на участках с преобладанием травянистой растительности с широкими листовыми пластинками. Так, относительно редкий покров из иван-чая (кипрея), напротив, защищает молодые всходы сосны и ели от не благоприятного влияния высоких и низких температур. Травянисто- кустарничковый ярус затеняет почву, перехватывает влагу и элементы минерального питания и является конкурентом подросту. Однако конкретные условия местопроизрастания вносят коррективы в эти процессы (Аткин, Аткина, 1991).
Когда подрост достигает высоты 0,5–1,0 м, влияние злаков на него не так существенно, развитие наземной и подземной частей молодых сосенок позволяет успешно конкурировать ему в борьбе за питательные вещества и свет. При высоте 40…50 см подрост сосны оказывает угнетающее воздействие на травянистые растения. При дальнейшем его развитии и достаточной густоте он приемлет видовой состав, структуру и снижает массу травяно-кустарничкового яруса.
На вырубках сосняков лишайниковых и вересковых доминирующая роль лишайника и вереска сохраняется. Отмечается положительная роль вереска в возобновлении сосны (Морозов, 1930; Ткаченко, 1939; Декатов, 1968 и др.).
Проведенное изучение напочвенного покрова в сомкнутых сосняках молодняках северотаежной подзоны на территории Карелии (Зябченко, Великайнен, 1974) показало, что степень покрытия почвы травяно-кустарничковым ярусом в молодняках сохраняется такая же, как под пологом леса. Что видовой состав покрова становится более разнообразным, несколько отличается количественное соотношение отдельных видов.
На вырубках сосняков черничных постоянными являются те же виды, что и под пологом леса – черника, брусника, вереск, марьянник, только уменьшается количество черники. Мохово-лишайниковый покров на старых вырубках сосняка черничного мало отличается от покрова под пологом леса. Большое развитие на вырубках этих сосняков получил кукушкин лен. Соответственно уменьшается покрытие основного образователя мохового покрова – плеуроцима Шребера. Лишайники играют незначительную роль в покрове.
Эти же авторы отмечают, что на вырубках в сосняках брусничных мохово-лишаиниковых покров значительно отличается от покрова под пологом мха. Здесь обильно развиваются лишайники: кладония оленья и лесная (до 30%). В данных условиях наблюдается, что развитый мохово-лишайниковый покров препятствует успешному появлению самосева. Отмечается также, что экологические последствия сплошных рубок начинают ослабевать по мере появления древесной растительности. Однако на лишайниковых, кустарнично-зеленомошных вырубках на трелевочных волоках, спустя 10–15 лет после рубки, волоки еще минерализованы, живой напочвенный покров не восстановился.
продолжение
--PAGE_BREAK--