Как называется маленький еловый подрост. Лесные тайны (Петров В.В.). Уход за подростом

Еще во второй половине XIX в. русские лесоводы обращали внимание на необходимость сохранения неповрежденного благонадежного подроста, так как он сравнительно быстро приспосабливается к новым условиям среды и в будущем формирует высокопродуктивное насаждение.

Различные опыты по сохранению подроста показали, что еловый и пихтовый подрост высотой более 0,5 м, сохранившийся на вырубке, перегоняет в росте появляющийся рядом с ним подрост лиственных пород.

Наличие среди многих тысяч экземпляров лиственного подроста всего лишь нескольких сотен экземпляров хвойных растений высотой до 1,5 м обеспечивает преобладание хвойных. В суборях и раменевых высокопроизводительных типах леса через 40-60 лет после рубки материнского древостоя вырастают крупные деревья, из которых можно получить пиловочные бревна. При последующем возобновлении такие сортименты получают в древостоях лишь через 80 лет и более. Через 50 лет, например, после вырубки леса в Удмуртской АССР в благоприятных условиях среды из сохранившегося елового и пихтового подроста образовался лесной массив с запасами 200-400 м 3 , а на отдельных участках до 500 м 3 /га.

Установлено, что естественное возобновление главных лесообразующих пород - сосны и ели в таежной зоне европейской части СССР при соблюдении определенных технологических приемов рубки леса обеспечено примерно на 60-70% площадей вырубок, в зоне смешанных лесов на 25-30% и в лесостепной зоне, где к влиянию климатических факторов добавляется еще интенсивное антропогенное воздействие, на 10-15% площадей вырубок.

При этом учитывается как предварительное, так и последующее возобновление ценных хвойных и лиственных пород. В таежной зоне, например, наиболее благоприятные условия для предварительного возобновления главной породы создаются в лишайниковых, вересковых, брусничных и черничных борах, а также в ельниках-брусничниках и черничниках. В сосняках зеленомошниковых и кисличниках в составе предварительного возобновления преобладает еловый подрост. Благонадежный подрост ели имеется в большом количестве под пологом лиственных (березовых и осиновых) и лиственно-хвойных насаждений.

Сохранность оставленного на лесосеке подроста во многом зависит от его возраста и состояния. Наибольший отпад имеет подрост, сформировавшийся под пологом высокополнотных насаждений. При снятии верхнего полога в этих условиях отпад елового подроста высотой до 0,5 м составляет 30-40%, высотой от 0,5 м и выше - 20-30%. Наибольшую сохранность имеет подрост группового расположения и освобожденный от полога в осенне-зимний период.

В зоне смешанных лесов успешное естественное возобновление сосны отмечается только в лишайниковых типах леса. В вересковых борах и брусничниках возобновление проходит с частичной сменой пород. При естественном возобновлении в сосняках-черничниках, долгомошниковых и сфагновых участие хвойных пород составляет 15-30%. В лесах зеленомошного типа и кисличниках сосна полностью заменяется лиственными породами. Возобновление еловых лесов в этой зоне проходит еще менее удовлетворительно.

Ежегодно при сплошнолесосечных рубках в лесах СССР сохраняется жизнеспособный подрост на площади 800 тыс. га, т. е. на 1/3 вырубаемых площадей. Наибольшие площади лесовосстановления за счет сохраненного подроста относятся к северным и сибирским районам, где преобладают хвойные леса и пока еще слабо развито индустриальное лесовосстановление.

Обязательными для всех лесозаготовителей являются Правила по сохранению подроста и молодняка хозяйственно ценных древесных пород при разработке лесосек в лесах СССР. Сохранению подроста подчинены технологические процессы разработки лесосек. Например, используется способ валки деревьев на подкладочное дерево.

При этом лесосеку разбивают на пасеки шириной 30-40 м, в зависимости от средней высоты древостоя. Посередине пасеки прорубают волок шириной 5-6 м. Валку леса на волоке начинают с дальнего конца, деревья срезают заподлицо с землей. После подготовки трелевочных волоков лес вырубают полосами с дальних концов пасек.

Перед тем как приступить к разработке боковой полосы, вальщик выбирает крупное дерево и валит его под углом 45° к границе пасеки. Деревья, находящиеся ближе к волоку, валят под меньшим углом.

Деревья, начиная от волока, валят на подкладочное дерево вершиной к волоку (веером) так, чтобы кроны других деревьев укладывались одна на другую. Комли срезанных деревьев должны лежать на подкладочном дереве. Число деревьев, поваленных на одно подкладочное «склизовое» дерево, составляет рейсовую нагрузку на трактор.

После повала деревьев тракторист подъезжает к волоку, разворачивается, чокерует все деревья, включая подкладочное, и увозит их на верхний склад. Комли сваленных деревьев при этом скользят по подкладочному дереву, несколько пригибая, но не повреждая подрост ценных пород. За это время вальщик готовит следующий воз. После отправки двух-трех возов вальщик переходит на другую пасеку, откуда также отправляет два-три воза. После того как на верхний склад будет подтрелевано 25-30 м 3 древесины, при помощи трелевочного трактора производят крупнопакетную погрузку на подвижной транспорт.

Производительность труда при лесозаготовках по этому методу увеличивается благодаря облегченной чокеровке хлыстов. Сучья, обрубленные при валке, остаются в одном месте у волока, где их сжигают или оставляют для перегнивания. Производительность труда увеличивается на 10-15%, а самое главное, что при этом сохраняется до 60-80% подроста хвойных пород высотой 0,5-1 м.

При использовании валочно-пакетирующих машин ЛП-2 и бесчокерных трелевочных тракторов ТБ-1 технология несколько изменяется, а количество сохранившегося подроста резко уменьшается. Количество сохраненного подроста зависит также от сезона разработки лесосек. В зимнее время сохраняется больше мелкого подроста, чем летом.

Сохранение подроста при разработке лесосек узкими лентами было начато Татарской опытной станцией. Лесосеку шириной 250 м разбивают на узкие ленты шириной 25- 30 м, в зависимости от средней высоты древостоя. Ширина волока 4-5 м. Трелевочные волоки разрубают по границам узких лент. Деревья в лентах валят без подкладочного дерева, вершиной на волок, под острым, возможно наименьшим, углом к волоку. При этом вальщик отступает в глубь ленты, распределяя деревья на правый и левый трелевочные волоки.

Трелевку осуществляют трелевочным трактором кронами вперед без разворота ствола в том направлении, в котором повалены деревья. Технология разработки лесосеки несколько изменяется при использовании бесчокерного трелевочного трактора ТБ-1.

На лентах остается вполне жизнеспособный подрост, за исключением тех экземпляров, которые повреждаются при падении деревьев. Сохраняется мелкий, средний и крупный подрост.

Волоки шириной 4-5 м оставляют незакультивированными. Они покрываются самосевом. Обломанные сучья и оторвавшиеся при чокеровке вершины остаются на волоках. Во время работы трактора они измельчаются, перемешиваются с почвой, где и перегнивают. Подрост сохраняется благодаря хорошо организованной лесосеке. Трелевочный трактор проходит только по волокам, срубленное дерево при трелевке не разворачивают, а вытаскивают под тем углом к волоку, под которым оно было повалено.

При разработке лесосек в Скородумском леспромхозе весь участок разбивают на пасеки шириной 30-40 м. Разрубку пасек начинают с вырубки деревьев в центральной средней полосе шириной 12 м. Середина этой ленты служит местом для укладки порубочных остатков, а края ленты - для трелевочных волоков. Хлысты трелюют за вершину. На боковых полосах деревья валят под углом не более 40°. При такой технологии обеспечивается сохранность подроста благодаря правильной организации лесосеки.

Большое значение сохранение подроста имеет при вахтовом методе лесоразработок, когда мастерские участки работают на отдаленных от центральных поселков вахтах - временных поселках со сроком базирования на одном месте до 4 лет. Это те случаи, когда возникают трудности из-за отсутствия дорог, сильной заболоченности местности, островного расположения лесосек или когда крайне необходимо использовать естественные силы леса для самовозобновления.

Сохранение подроста при разработке лесосек в горных условиях . В еловых, елово-пихтовых и пихтовобуковых горных лесах, произрастающих на склонах, применяются постепенные двух — и трехприемные механизированные рубки, а также выборочные. На Урале в лесах I группы на склонах до 15° в южных районах и до 20° в северных в усыхающих и мягколиственных насаждениях без подроста допускают сплошнолесосечные рубки с непосредственным примыканием лесосек.

В буковых лесах хорошие результаты получены при постепенных рубках, когда трелевка осуществляется воздушными установками. С целью снижения повреждений подроста и молодняка рубки в горных лесах проводят по склону в направлении сверху вниз.

При воздушной трелевке леса сортиментами сохраняется до 70% подроста на летних лесозаготовках и более 80% на зимних.

Большого внимания заслуживает метод сохранения подроста в горных условиях при разработке лесосек на базе аэростатнотрелевочной установки (АТУП), впервые в СССР разработанной и примененной В. М. Пикалкиным в Хадыженском леспромхозе Краснодарского края.

Технология работ заключается в следующем. Над недоступным для наземных трелевочных средств участком горного леса устанавливают АТУП. Вальщик с бензиномоторной пилой находится на лесосеке, а моторист лебедки - у пульта управления. Назначенное в рубку дерево чокеруют у основания кроны специальным чокером, укрепленным на конце трелевочного каната, спускающегося от тросо-блочной системы аэростата. Зачокерованное дерево спиливает вальщик.

По радиосигналу вальщика включают подъемный механизм тросо-блочной системы и спиленное дерево поднимают в воздух над вершинами леса. Затем при помощи специальной лебедки дерево переносится от пня к трассе магистральной лесовозной дороги, где его укладывают на автотранспорт, доставляющий спиленные деревья на нижний склад.

Аэростатно-трелевочная установка состоит из аэростатов, лебедки и тросо-блочной системы. Деревья поднимают от пня аэростатом, а перемещают при помощи установленной лебедки.

Преимущества разработки лесосек в горных условиях на базе установки АТУП: полностью сохраняются подрост, подлесок и второй ярус из ценных пород; исключаются повреждения остающихся на корню деревьев; полностью сохраняется плодородный слой почвы; экономится рабочая сила и техника, значительно снижаются затраты на 1 м 3 заготовленной древесины; используется для народного хозяйства спелая и перестойная древесина, находящаяся в малодоступных и недоступных горных районах, где обычные наземные трелевочные средства использовать невозможно, а строительство воздушно-трелевочных установок обходится дорого. Аэростатно-трелевочная установка позволяет выполнять любые способы рубок главного и промежуточного пользования с хорошим лесоводственным эффектом.

Введение. Изучение естественного возобновления имеет особую значимость в лесоразведении. Такие исследования позволяют определить количество и качество молодого поколения, идущего на смену материнского древостоя. Большой интерес вызывает установление устойчивости насаждений с преобладанием сосны обыкновенной.

Текущий прирост молодых деревьев является объективным показателем для оценки состояния подроста, так как древостой может оказывать на него как отрицательное, так и положительное воздействие .

Известно, что количество и качество подроста под пологом леса во многом зависит от породы, слагающей древостой. На преимущество естественного возобновления с точки зрения биологии и экономики подчеркивал Г.Ф. Морозов .

Вайс А.А. установил, что в процессе роста в насаждении возрастает влияние деревьев друг на друга .

Итешина Н.М., Данилова Л.Н., Петров Л.В. определили, что сосновые древостои естественного происхождения имеют более низкие темпы роста по сравнению с искусственными насаждениями .

Основными источниками, раскрывающими вопросы морфологических взаимосвязей которые влияют как на рост, так и на состояние насаждений явились работы Вайса А.А. .

Целью исследования являлась оценка роста молодняка в высоту под пологом и на открытом месте.

Объекты и методика исследований. Объекты исследований располагались на территории Усинского лесничества. Для проведения исследований подбирались участки леса с полнотой 0,4, 0,7 и открытое место.

Работы проводились в конце вегетационного периода – в сентябре. Всего было заложено 3 пробной площади. На каждой пробной площади размещалось 30 опытных площадок 1*1 м, где проводился выборочный перечет подроста сосны (всходы не учитывались) с измерением линейных показателей. На отобранных пробных площадях проведены измерения приростов, возраста по мутовкам, замер высоты, диаметр кроны и диаметр ствола у подроста сосны обыкновенной в разных условиях освещенности (разнополнотные древостои).
Обмерены годичные приросты в высоту 131 подроста сосны на 3 пробных площадях .

Экспериментальные исследования. Прирост деревьев в сосняках является важнейшим таксационным показателем как отдельно стоящего дерева, так и всего древостоя. С помощью прироста можно оценить потенциальную продуктивность древостоя, добротность условий местопроизрастаний, конкурентные взаимоотношения между компонентами насаждений.

Текущий прирост молодых деревцев сосны обыкновенной является объективным показателем, который характеризует их рост и состояние, а также синтезирует результаты жизнедеятельности растительного организма.

Для идентификации прироста молодых деревцев в высоту с целью разделения подроста сформированных под влиянием экологических факторов были построены графики зависимости прироста по годам и прироста с учетом возраста. Данные графики приведены ниже.

Рисунок 1. Зависимость прироста молодых деревцев по годам

Проанализировав график зависимости приростов по годам можно сказать, что на открытом месте минимальный прирост подроста наблюдался в 2008 году, а максимальный прирост зафиксирован в 2011 году. Также можно сказать, что средний прирост варьирует в пределах 7 см. Под пологом древостоя минимальный прирост подроста наблюдался в 2000 и 2003 году, максимальный прирост в 2005 году. Прирост подроста сосны по высоте по годам в абсолютном выражении показал его динамичность. Изменение прироста в пределах пробной площади может различаться по всем годам, либо иметь сходство в отдельные годы (рис.1).
Данные изменения в приросте сосны обыкновенной можно объяснить тем, что в разные годы климатические факторы по-разному влияли на рост подроста сосны обыкновенной.

Рисунок 2. Зависимость прироста подроста от возраста

Из графика зависимости прироста с учетом возраста видно, что на открытом месте с увеличением возраста прирост увеличивается (прямая зависимость). Минимальный прирост подроста наблюдался в возрасте 4 лет, максимальный в 10 лет. На открытом месте интенсивность роста тем больше, чем крупнее подрост. Под пологом леса минимальный прирост наблюдался в возрасте 8 лет и резко увеличился в возрасте 9 лет. Под пологом нет строгой закономерности как на открытом месте, так как на прирост под пологом большое влияние оказывают лимитирующие факторы (свет, биогенные вещества, течение и давление среды, почва, пожары, микросреда и т. д.).

В состоянии самосева молодые деревца имеют малоразвитую корневую систему и небольшую листовую поверхность. По мере разрастания корней и листьев ассимилирующая способность крон возрастает, увеличивается прирост древесины. Плохой рост подроста сосны, под пологом взрослых древостоев, обусловлен не только недостатком света, но и тем, что деревья материнского древостоя своими мощными и хорошо развитыми корнями перехватывают питательные вещества и влагу из почвы. На жизнедеятельность корней существенно влияет вода, находящаяся на иллювиальном горизонте, которая чаще всего возникает весной после таяния снега. При высоком ее стоянии задерживается жизнедеятельность корней, снижается продолжительность вегетационного периода и, как следствие, уменьшается прирост. Сосна – светолюбивая порода и хорошо растет только без затенения. Следовательно, на открытом месте интенсивность прироста значительно выше, чем под пологом.

Вывод. Изучив распределение молодняка по возрастам и по годам на открытом месте и под пологом можно сделать следующие выводы:

На открытом месте минимальный прирост подроста наблюдался в 2008 году, а максимальный прирост выявлен в 2011 году;

Под пологом древостоя минимальный прирост подроста наблюдался в 2000 и 2003 году, максимальный прирост в 2005 году;

Величина прироста в пределах пробной площади может различаться по всем годам, или иметь сходство в отдельные годы;

На открытом месте интенсивность роста тем больше, чем крупнее подрост;

Под пологом нет определенной закономерности как на открытом месте, так как на прирост под пологом большое влияние оказывают лимитирующие факторы (свет, биогенные вещества, течение и давление среды, почва, пожары, микросреда и т. д.);

На открытом месте интенсивность прироста значительно выше, чем под пологом.

Библиографический список

1. Ангальт Е.М., Жамурина Н.А. Анализ прироста соснового подроста и молодняка в сосново-ясеневых культурах [Текст] //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 6 (44).С 31-34.
2. Морозов Г. Ф. Избранные труды / Москва: Лесная промышленность, 1971. 536 с.
3. Вайс А.А. Динамика конкурентных взаимоотношений: в в- между древесными особями в сосновом ценозе [Текст] // Вестник КрасГАУ. 2011. № 5. С. 84-87
4. Итешина Н.М., Данилова Л.Н., Петров Л.В. Рост и строение сосновых древостоев в различных лесорастительных условиях [Текст] // Инновационному развитию АПК и аграрному образованию – научное обеспечение: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 2011. Т.1. С. 265-267
5. Вайс А.А. Динамика конкурентных взаимоотношений между древесными особями в сосновом ценозе [Текст] // Вестник Красноярского Государственного аграрного университета. 2011. №5. С.84-87.
6. Вайс А.А. Связь диаметров нижней части стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях Средней Сибири [Текст] // Лесная таксация и лесоустройство. 2011. № 1-2. С.29-32.
7. Вайс А.А. Закономерности связи диаметров деревьев лиственницы сибирской (Larix sibirica) на высоте груди и диаметров на высоте пня в условиях средней и южной сибири [Текст] // Вестник Адыгейского Государственного университета. Серия 4: Естественно- математические и технические науки. 2011. № 1. С. 53-60.
8. Мачык М.Ш., Вайс А.А. Оценка хода роста морфологических параметров молодняков сосны с учетом их возрастной структуры в условиях Восточнотувинско-Южнозабайкальской горной лесорастительной области [Текст] // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 1 (57). С 268-276.

ПОДРОСТ

Подростом называют молодые деревца, появившиеся естественным путем в лесу. Они выросли из семян, которые попали на поверхность почвы. Однако к подросту относят не всякое деревце, а только сравнительно крупное - от одного до нескольких метров в высоту. Более мелкие деревца называют всходами или самосевом.

Подрост, как мы знаем, не образует отдельного яруса в лесу. Однако он расположен большей частью на уровне подлеска, хотя иногда и выше. Отдельные экземпляры подроста могут сильно различаться по высоте - от низкорослых до сравнительно крупных.

В лесу почти всегда есть какое-то количество подроста. Иногда его много, иногда мало. И расположен он нередко небольшими скоплениями, куртинами. Особенно часто это бывает в старом ельнике. Когда встречаешь в лесу такую куртину, замечаешь, что она развивается в небольшой прогалине, там, где нет деревьев. Обилие подроста объясняется тем, что в прогалине много света. А это благоприятствует появлению и развитию древесного молодняка. Вне прогалины (там, где мало света) молодые деревца встречаются значительно реже.

Небольшие скопления образует также подрост дуба. Но это заметно в том случае, когда взрослые дубы встречаются в лесу поодиночке среди общей массы других деревьев, например берез, елей. Расположение молодых дубков группами связано с тем, что желуди не распространяются в стороны, а опадают непосредственно под материнским деревом. Иногда молодые дубки можно встретить в лесу очень далеко от материнских деревьев. Но они растут не группами, а по одному, так как выросли из желудей, принесенных сойкой. Птица делает запасы желудей, пряча их в мох или подстилку, но потом многие из них не находит. Эти желуди и дают начало молодым деревцам, находящимся очень далеко от взрослых плодоносящих дубов.

Для того чтобы в лесу появился подрост той или иной древесной породы, необходим ряд условий. Важно прежде всего, чтобы на почву попали семена и притом доброкачественные, способные прорасти. Должны быть, конечно, благоприятные условия для их прорастания. А дальше требуются определенные условия для выживания всходов и их последующего нормального роста. Если в этой цепочке условий не хватает какого-то звена, то не появляется и подрост. Так бывает, например, когда неблагоприятны условия прорастания семян. Представьте себе, что какие-то мелкие семена попали на толстый слой подстилки. Они сначала начнут прорастать, но затем погибнут. Слабые корешки всходов не смогут пробиться сквозь опад и проникнуть в минеральные слои почвы, откуда растения берут воду и питательные вещества. Или другой пример. На каком-то участке леса слишком мало света для нормального развития подроста. Всходы появляются, но затем погибают от затенения. До стадии подроста они не доживают.

В лесу лишь очень малая доля опавших на землю семян дает начало всходам. Подавляющее большинство семян погибает. Причины этого разные (уничтожение животными, загнивание и т. п.). Но даже если всходы и появились, то далеко не все они превращаются впоследствии в подрост. Очень многое может помешать этому. Неудивительно, что наши деревья производят огромное количество семян (например, береза многие миллионы на одном гектаре). Ведь только при такой странной, на первый взгляд, расточительности есть возможность оставить потомство.

В лесу нередко бывает так, что в древесном ярусе господствует одна порода, а в подросте совершенно другая. Обратите внимание на многие наши сосняки достаточно старого возраста. Подроста сосны здесь совершенно нет, зато очень обилен подрост ели. Нередко молодые елочки образуют в сосновом лесу густые заросли на большой площади. Сосновый молодняк отсутствует здесь по той причине, что он очень светолюбив и не выдерживает затенения, которое создается в лесу. В природе подрост сосны в массе появляется обычно только на открытых местах, например на пожарищах, заброшенных пашнях и т. д.

Такое же несоответствие между взрослыми деревьями и подростом можно наблюдать и во многих березняках, расположенных в таежной полосе. В верхнем ярусе леса растет береза, а под ней густой, обильный подрост ели.

При благоприятных условиях подрост со временем превращается во взрослые деревья. И эти деревья естественного происхождения с биологической точки зрения более ценны, чем выращенные искусственно (посевом семян или посадкой саженцев). Деревья, выросшие из подроста, лучше всего приспособлены к местным природным условиям, наиболее стойки к разнообразным неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Кроме того, это самые сильные экземпляры, выжившие в суровой конкурентной борьбе, которая всегда наблюдается между деревьями в лесу, особенно в более молодом возрасте.

Итак, подрост - одна из важных составных частей лесного растительного сообщества. Молодые деревца при благоприятных условиях могут прийти на смену старым, погибшим деревьям. Именно так происходило в природе на протяжении многих веков и тысячелетий, когда лес мало подвергался воздействию человека. Но и сейчас в некоторых случаях бывает возможно использовать подрост для естественного восстановления вырубленного леса или отдельных крупных деревьев. Конечно, только тогда, когда молодые деревца достаточно многочисленны и при этом хорошо развиты.

Наш рассказ о лесных растительных сообществах подошел к концу. Вы могли убедиться в том, что, все ярусы леса, все группы растений и, наконец, отдельные растения в лесу тесно связаны между собой, в той или иной мере влияют друг на друга. Каждое растение занимает определенное место в лесу и играет ту или иную роль в жизни леса.

В строении и жизни лесных растений есть много примечательных особенностей. Именно о них будет рассказано дальше. Но, чтобы рассказ был более последовательным и четким, мы разделили материал на отдельные главы. В каждой главе растения рассматриваются с какой-то одной точки зрения. В одной главе говорится об интересных особенностях строения, в другой - размножения, в третьей - развития и т. д. Итак, познакомимся с некоторыми маленькими тайнами растений, обитающих в лесу.

Но прежде еще несколько слов. Книга состоит из отдельных небольших рассказов, своеобразных биологических зарисовок. В этих рассказах речь пойдет о самых разных обитателях леса - деревьях и кустарниках, травах и кустарничках, мхах и лишайниках. Будет сказано и о некоторых грибах. По новейшим представлениям, грибы не относят к растительному миру, а выделяют в особое царство природы. Но самое большое внимание будет, естественно, уделено деревьям - главнейшим, господствующим растениям в лесу.

Следует также отметить, что наше повествование коснется не только растений в целом, но и их отдельных органов - как надземных, так и подземных. Мы познакомимся с интересными биологическими секретами цветков и плодов, листьев и семян, стеблей и корневищ, коры и древесины. При этом будет обращено внимание главным образом на крупные внешние признаки, которые хорошо видны простым глазом. Лишь кое-где придется немного коснуться внутреннего, анатомического строения растений. Но и здесь мы постараемся показать, как разные микроскопические особенности отражаются на внешних признаках - на том, что заметно простому глазу.

И последнее. Принятое в книге подразделение на отдельные главы, посвященные тем или иным особенностям лесных растений (строение, развитие, размножение), конечно, условно. Так сделано лишь для удобства изложения, для некоторого упорядочения излагаемого материала. Между этими главами нет резкого разграничения. Трудно провести, например, четкую границу между особенностями строения и размножения. Один и тот же материал можно поместить почти с одинаковым правом либо в ту либо в другую главу. Например, рассказ об особом строении семян сосны и ели, позволяющем им очень быстро вращаться в воздухе при опадении с дерева, касается как строения, так и размножения. В книге этот материал помещен в главу, посвященную строению растений. Но это просто произвольное решение автора, которое, надеюсь, читатель ему простит, так же, как и некоторые другие подобные решения.

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Гуталь Марко Миливоевич. Жизнеспособность и структура подроста ели под пологом древостоев и на вырубках: диссертация... кандидата сельскохозяйственных наук: 06.03.02 / Гуталь Марко Миливоевич;[Место защиты: Санкт-Петербургская государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова http://spbftu.ru/science/sovet/D21222002/dis02/].- Санкт-Петербург, 2015.- 180 с.

Введение

1 Состояние проблемы 9

1.1 Общие сведения о еловых фитоценозах 9

1.2 Подрост ели 11

1.2.1 Особенности возрастной структуры подроста ели 12

1.2.2 Особенности светового режима под пологом ельников 16

1.2.3 Жизнеспособность подроста ели 22

1.2.4 Численность подроста ели 25

1.2.5 Влияние типа леса на подрост ели 27

1.2.6 Особенности развития подроста ели под пологом древостоя 30

1.2.7 Влияние растительности нижних ярусов на подрост ели 33

1.2.8 Влияние хозяйственных мероприятий на подрост ели 35

2 Программа и методика исследований 39

2.1 Программа исследований 39

2.2 Исследование лесного фитоценоза по структурным элементам 40

2.2.1 Определение основных характеристик древостоя 40

2.2.2 Учет подроста 41

2.2.3 Учет подлеска и живого напочвенного покрова 46

2.2.4 Определение биометрических показателей хвои 49

2.3 Объекты исследований 51

2.4 Объем выполненных работ 51

3 Динамика состояния подроста ели под пологом древостоя .

3.1 Динамика жизненного состояния подроста ели по результатам длительных исследований 53

3.2 Закономерности изменения жизнеспособности елового подроста в связи с типом леса 69

3.3 Влияние материнского полога на динамику состояния и структуру подроста ели

3.4 Связь жизнеспособности подроста ели с величиной среднего прироста за период 3, 5 и 10 лет.

3.5 Возрастная структура как индикатор состояния подроста 86

3.6 Структура по высоте подроста как индикатор состояния 89

3.7 Сравнительный анализ состояния и структуры подроста ели в ельниках Лисинского и Карташевского лесничеств 93

4 Влияние хозяйственых мероприятий на численность и жизнеспособность подроста ели

4.1 Влияние рубок ухода на динамику жизнеспособности подроста ели 105

4.2 Изреживание подлеска – как мера содействия естественному возобновлению ели 122

5 Динамика состояния подроста ели на вырубке 127

5.1 Особенности структуры и состояния подроста ели 127

5.2 Зависимость динамики состояния подроста ели от давности рубки 134

6 Биометрические характеристики хвои как индикатор жизнеспособности подроста ели

6.1 Биометрические показатели хвои под пологом и на вырубке 140

6.2 Биометрические показатели хвои жизнеспособного и нежизнеспособного подроста ели.

Список литературы

Особенности светового режима под пологом ельников

Ель – это одна из главных лесообразующих пород на территории РФ, занимающая четвертое место по занимаемой площади, уступая только лиственнице, сосне и березе. Ель произрастает от тундры до лесостепи, но именно в таежной зоне в наибольшей степени проявляется ее лесообразующая и эдификаторная роль. Род ель (Picea Dietr.) относится к семейству сосновых (Pinacea Lindl.). Отдельные представители рода ели ведут свое начало с мелового периода, то есть 100-120 миллионов лет назад, когда у них был один общий ареал на евроазиатском континенте (Правдин, 1975).

Ель европейская или обыкновенная – (Picea abies (L.) Karst.) широко распространена на северо-востоке Европы, где образует сплошные лесные массивы. В Западней Европе хвойные леса не являются зональным типом растительности, и там имеет место вертикальная дифференциация. Северная граница ареала в России совпадает с границей лесов, а южная доходит до чернозмной зоны.

Ель обыкновенная – дерево первой величины с прямым стволом, конусовидной кроной и не строго мутовчатым ветвлением. Максимальная высота достигает 35-40 метров в равнинных условиях, а в горах встречаются экземпляры высотой до 50 м. Самое старое известное дерево имело возраст 468 лет. Однако, возраст более 300 лет очень редок, а в полосе хвойно-широколиственных лесов снижается до 120-150 (180) лет (Казимиров, 1983).

Ель обыкновенная характеризуется относительно большой пластичностью корневой системы, способной приспосабливаться к различным почвенным условиям. Корневая система чаще всего поверхностная, но на хорошо дренированных почвах нередко развиваются и сравнительно глубокие вертикальные ответвления (Шубин, 1973). Ствол ели обыкновенной – полнодревесный, покрыт относительно тонкой зелено-коричневой, коричневой или серой корой. Кора ели обыкновенной – гладкая, но с возрастом становится чешуйчатой и бороздчатой.

Ростовые почки небольшие – от 4 до 6 миллиметров, яйцевидно-конические, рыжие с сухими чешуйками. Репродуктивные почки более крупные и достигают 7-10 миллиметров.

Xвоя у ели обыкновенной четырехгранная, острая, темно-зеленая, жесткая, блестящая, длиной до 10-30 мм и толщиной 1-2 миллиметра. Держится на побегах 5-10 лет и опадает в течение всего года, но наиболее интенсивно с октября по май.

Ель обыкновенная цветет в мае – июне. Шишки созревают осенью на следующий год после цветения, семена выпадают в конце зимы и ранней весной следующего года. Мужские колоски удлиненной цилиндрической формы расположены на побегах прошлого года. Шишки веретенообразно цилиндрической формы, длиной от 6 до 16 и диаметром от 2,5 до 4 сантиметров, расположены на концах ветвей. Молодые шишки бывают светло-зеленые, темно фиолетовые или розоватые, а зрелые принимают иной оттенок светло-бурого или красно-бурого цвета. Зрелые шишки содержат на стержне от 100 до 200 семенных чешуек. Семенные чешуйки – одревесневшие, обратнояйцевидные, цельнокрайние, по верхнему краю мелкозазубренные, выемчатые. На каждой семенной чешуе содержатся 2 углубления для семян (Казимиров, 1983). Семена ели обыкновенной коричневого цвета, относительно небольшие, длиной от 3 до 5 миллиметров. Масса 1000 семян от 3 до 9 грамм. Всхожесть семян варьируется от 30 до 85 процентов в зависимости от условий произрастания. Условия произрастания детерминируют и наличие повторения урожайных годов, которые наступают в среднем через каждые 4-8 лет.

Ель обыкновенная – вид, произрастающий на относительно большом ареале, в различных почвенных и климатических условиях. В результате этого ель обыкновенная отличается большой внутривидовой полиморфностью (по типу ветвления, окраске шишек, строению кроны, фенологии и т.д.), следовательно, и наличием большого числа экотипов. По отношению к температуре воздуха ель обыкновенная теплолюбивая, но в тоже время – холодостойкая порода, произрастающая в зоне умеренного и прохладного климата со средней годовой температурой от -2,9 до +7,4 градусов и температурой самого теплого месяца в году от +10 до +20 градусов (Чертовской, 1978). Ареал ели обыкновенной распространяется в диапазоне от 370 до 1600 мм выпадающих осадков в год.

Вопрос увлажнения почвы тесно связан с ее аэрацией. Ель обыкновенная хоть и способна расти в условиях избыточного увлажнения, но хорошей продуктивности следует ожидать только в тех случаях, где вода проточная. На сырых почвах ель вываливается уже при скорости 6-7 метров в секунду, а на свежих и сухих почвах выдерживают потоки ветра скоростью 15 метров в секунду. Скорость ветра более 20 метров в секунду вызывает массовый повал.

Наиболее интенсивным ростом ель обыкновенная отличается на супесчаных и суглинистых почвах, подстилаемых на глубине 1-1,5 метров глинами или суглинками. Следует отметить, что строгих правил требовательности к почве ее сложению и механическому составу как таковых нет, поскольку требовательность ели к почве несет зональный характер. Ель обыкновенная имеет высокий порог толерантности к кислотности почвы и способна произрастать при колебаниях pH от 3,5 до 7,0. Ель обыкновенная относительно требовательна к минеральному питанию (Казимиров, 1983).

Учет подлеска и живого напочвенного покрова

Неоднородность качественных и количественных характеристик подроста выражается, в первую очередь, через понятие жизнеспособность подроста. Жизнеспособность подроста по «Энциклопедии лесного хозяйства» (2006) представляет собой способность молодого поколения материнского подроста существовать и функционировать в меняющихся условиях среды.

Многие исследователи, такие как И.И. Гусев (1998), М.В. Никонов (2001), В.В. Горошков (2003), В.А. Алексеев (2004), V.A. Alexeyev (1997) и другие отмечали, что изучение качественных параметров ельников, по большому счету, сводится к изучения состояния древостоев.

Состояние древостоя является последствием сложных процессов и этапов, через которые проходит растение от своего зачатка и образования семени до перехода в господствующий ярус. Этот длительный процесс метаморфозов растения требует разделения на различные этапы, каждый из которых нужно изучать в отдельном порядке.

Таким образом, можно констатировать, что понятию жизнеспособность и состояние подроста уделяется сравнительно мало внимания (Писаренко, 1977; Алексеев, 1978; Калинин, 1985; Пугачевский, 1992; Грязькин, 2000, 2001; Григорьев, 2008).

Большинство исследователей утверждает, что под пологом спелых древостоев имеется достаточное количество жизнеспособного подроста ели, однако при этом чаще всего не выявляется взаимообусловленность состояния подроста и его пространственного распределения от характеристик материнского древостоя.

Есть и исследователи не утверждающие, что под пологом материнского древостоя должен быть жизнеспособный подрост способный полноценно заменить в перспективе материнский древостой (Писаренко, 1977; Алексеев, 1978; Пугачевский, 1992).

Колебания по высоте и групповое распределение подроста ели позволили некоторым авторам утверждать, что подрост ели в целом не способен обеспечить предварительное возобновление при условии интенсивных лесозаготовительных работ (Мойланен, 2000).

Еще исследования Варгаса де Бедемара (1846) установили, что число стволов с возрастом резко снижается, и что из проросших всходов в процессе естественного отбора и дифференциации к возрасту спелости сохраняется всего лишь около 5 процентов.

Процесс дифференциации наиболее выражен в «молодости» насаждения, где в наибольшей степени выделяются угнетенные классы по состоянию, и постепенно захватывает «старость». По словам Г.Ф. Морозова, который ссылается на более ранние работы Я.С. Медведева (1910) в данном направлении, общей чертой подроста растущего в насаждении является угнетенность. Свидетельством этому является тот факт, что в возрасте 60-80 лет подрост ели под пологом очень часто не превышает 1-1,5 м, тогда как подрост ели на воле в этом же возрасте достигает высоты 10-15 метров.

Однако, Г.Ф. Морозов (1904) отмечает, что производительность и продуктивность отдельных экземпляров подроста может измениться и в лучшую сторону, стоит только изменить условия среды. Все экземпляры подроста, различной степени угнетенности, отличаются от подроста на воле по морфологическим характеристикам вегетативных органов, в т.ч. меньшим количеством почек, иной формой кроны, слабо развитой корневой системой и так далее. Такие морфологические изменения у ели, как образование зонтикообразной кроны, развивающейся в горизонтальном направлении, является приспособлением растения к максимально эффективному использованию «скудного» света, проникающего к подросту. Изучая поперечные разрезы стволиков подроста ели, растущего в условиях Ленинградского округа (Охтинская дача), Г.Ф. Морозов отмечал, что у отдельных экземпляров годичные слои были густо сомкнуты на начальном этапе жизни (что свидетельствует о степени угнетенности растения), а затем резко расширялись в результате некоторых лесохозяйственных мероприятий (в частности изреживания), изменяющих условия среды.

Подрост ели, резко оказавшись на открытом пространстве, погибает и от излишнего физиологического испарения в силу того, что на открытых участках этот процесс протекает с большей активностью, к которой подрост, растущий под пологом, не приспособлен. Чаще всего этот подрост погибает в результате резкого изменения обстановки, но, как отмечал Г. Ф. Морозов, в некоторых случаях, после долгой борьбы, он начинает оправляться и выживает. Возможность подроста выжить в таких обстоятельствах определяется рядом факторов, таких как степень его угнетенности, степень резкости изменения условий среды, и, конечно биотическими и абиотическими факторами, влияющими на рост и развитие растения.

Отдельные экземпляры подроста часто сильно различаются в пределах одного массива таким образом, что один экземпляр подроста, отмеченный до рубки как нежизнеспособный, оправился, а другой так и остался в категории нежизнеспособного. Подрост ели, образовавшийся на плодородных почвах под пологом березы или сосны, часто не реагирует на удаление верхнего яруса, т.к. световой дефицит не испытывал даже при его наличии (Cajander, 1934, Vaartaja, 1952). После буферного периода адаптации прирост подроста в высоту многократно увеличивается, но мелкий подрост требует больше времени для функциональной реструктуризации вегетативных органов (Koistinen и Valkonen, 1993).

Косвенное подтверждение факта выраженной способности подроста ели менять категорию состояния в лучшую сторону дал P. Mikola (1966), отмечая, что значительная часть забракованных ельников (исходя из состояния подроста), в процессе лесоинвентаризации Финляндии, признана позже пригодной для лесовыращивания.

Возрастная структура как индикатор состояния подроста

В зависимости от структуры насаждения под полог ельников может проникать от 3 до 17 процентов фотосинтетический активной радиации. Нужно также отметить, что по мере ухудшения эдафических условий уменьшается и степень поглощения этой радиации (Алексеев, 1975).

Средняя освещенность в нижних ярусах ельников в черничных типах леса чаще всего не превышает 10 %, а это, в свою очередь, в среднем обеспечивает минимальную энергию годового прироста, который составляет от 4 до 8 см (Чертовской, 1978).

Исследования в Ленинградской области, проведенные под руководством А.В. Грязькина (2001) показывают, что относительная освещенность на поверхности почвы под пологом древостоев составляет 0,3-2,1% от полной, а этого недостаточно для успешного роста и развития молодого поколения ели. Данные экспериментальные исследования показали, что годовой прирост молодого поколения ели увеличивается с 5 до 25 см при увеличении проникающего под полог света с 10 до 40%.

Жизнеспособный подрост ели в подавляющем большинстве случаев растет только в окнах полога елового древостоя, поскольку в окнах подрост ели не испытывает недостатка света, а к тому же напряженность корневой конкуренции там значительно ниже, нежели в приствольной части древостоя (Мелехов, 1972).

В.Н. Сукачев (1953) утверждал, что гибель подроста в большей степени определена корневой конкуренцией материнских деревьев, а только потом дефицитом света. Такое утверждение он подкреплял фактом, что на самых ранних этапах жизни подроста (первые 2 года) «происходит сильный отпад ели независимо от освещенности». Такие авторы как Е.В. Максимов (1971), В.Г. Чертовский (1978), А.В. Грязькин (2001), К.С. Бобкова (2009) и другие подвергают сомнению подобные предположения.

По данным Е.В. Максимова (1971), нежизнеспособным подрост становится при освещенности от 4 до 8 % от полной. Жизнеспособный подрост формируется в просветах между кронами взрослых деревьев, где освещенность составляет в среднем 8-20%, и характеризуется световой хвоей и хорошо развитой корневой системой. Иными словами, жизнеспособный подрост приурочен к просветам в пологе, а сильно-угнетенный подрост находится в зоне плотной сомкнутости верхних ярусов (Бобкова, 2009).

В.Г. Чертовской (1978) также утверждает, что на жизнеспособность ели решающее влияние оказывает свет. По его доводам, в среднеплотных насаждениях жизнеспособный подрост ели обычно составляет более 50-60% от общего количества. В сильно сомкнутых ельниках преобладает нежизнеспособный подрост.

Исследования в Ленинградской области показали, что режимом освещенности, т.е. сомкнутостью полога, определяется доля жизнеспособного подроста. При сомкнутости полога 0,5-0,6 преобладает подрост высотой более 1 м. При этом доля жизнеспособного подроста превышает 80%. При сомкнутости 0,9 и более (относительная освещенность менее 10%) жизнеспособный подрост чаще всего отсутствует (Грязькин, 2001).

Однако, не стоит недооценивать и другие экологические факторы, такие как структура почвы, ее влажность, а также температурный режим (Рысин, 1970; Пугачевский, 1983, Haners, 2002).

Хоть ель и относится к теневыносливым породам, подрост ели в высокоплотных насаждениях все же испытывает большие трудности при низкой освещенности. В результате качественные характеристики подроста в плотных насаждениях заметно хуже по сравнению с подростом, растущим в среднеплотных и низкоплотных насаждениях (Вялых, 1988).

По мере роста и развития подроста ели порог толерантности к низкому освещению снижается. Уже в возрасте девяти лет резко увеличивается потребность подроста ели в освещенности (Афанасьев, 1962).

От плотности древостоев зависят размер, возраст и состояние подроста. Большинство спелых и перестойных хвойных насаждений характеризуется разновозрастностью (Пугачевский, 1992). Наибольшее количество особей подроста встречается при полноте 0,6-0,7 (Атрохин, 1985, Касимов, 1967). Эти данные подтверждаются и исследованиями А.В. Грязькина (2001), которые показали, что «оптимальные условия для формирования жизнеспособного подроста численностью 3-5 тыс. экз./га складываются под пологом древостоев полнотой 0,6-0,7».

Н.Е. Декатов (1931) утверждал, что основной предпосылкой для появления жизнеспособного подроста ели в кисличном типе леса, является то, чтобы полнота материнского полога была в диапазоне 0,3-0,6.

Жизнеспособность, следовательно, и прирост в высоту во многом детерминированы плотностью насаждения, о чем свидетельствуют исследования А.В. Грязкина (2001). По данным этих исследований, прирост нежизнеспособного подроста в ельниках-кисличниках при относительной полноте древостоев 0,6 такой же, как и прирост жизнеспособного подроста, при полноте ельника кисличника 0,7-0,8.

В ельниках черничного типа леса с увеличением полноты древостоя, средняя высота подроста уменьшается и эта зависимость близка к линейной связи (Грязькин, 2001).

Исследования Н.И. Казимирова (1983) показали, что в ельниках лишайниковых полнотой 0,3-0,5 еловый подрост редкий и качественно неудовлетворительный. Совершено иначе обстоит ситуация с кисличниками, а особенно с брусничным и черничным типами леса, где несмотря на высокую сомкнутость имеется достаточное количество подроста удовлетворительного по жизненному состоянию.

Зависимость динамики состояния подроста ели от давности рубки

С увеличением относительной полноты древостоя увеличивается и доля среднего и крупного жизнеспособного подроста ели, поскольку конкуренция за свет в столь сомкнутом пологе больше всего отражается на мелком подросте. При высокой полноте древостоя доля нежизнеспособного мелкого подроста ели также весьма велика. Однако, эта доля значительно больше при небольшой относительной полноте, поскольку в таких световых условиях увеличивается конкуренция, от которой в первую очередь страдает мелкий подрост.

С увеличением относительной полноты древостоя доля мелкого нежизнеспособного подроста изменяется следующим образом: при небольшой полноте доля мелкого нежизнеспособного подроста наибольшая, затем она падает и минимума достигает при полноте 0,7, а затем снова увеличивается при увеличении полноты (рисунок 3.40).

Распределение подроста ели по категориям состояния и крупности подтверждает, что жизненный потенциал подроста выросшего в условиях Лисинского лесничества больше, чем подроста ели в Карташевском лесничестве. Это особенно четко прослеживается по высотной структуре подроста, поскольку доля среднего и крупного подроста ели, как правило, больше на лисисинских объектах при аналогичных лесорастительных условиях (рисунки 3.39-3.40).

О лучшем жизненном потенциале подроста ели на лисинских объектах свидетельствуют и темпы роста подроста, которые показаны на рисунках 3.41-42. Для каждой группы возраста вне зависимости от жизненного состояния средняя высота подроста ели на лисинских объектах больше средней высоты подроста выросшего в условиях Карташевского лесничества. Это лишний раз подтверждает тезис, что в относительно менее благоприятных условиях среды (с точки зрения влажности почвы и ее плодородия – более близких к черничному типу леса) подрост ели способен больше проявить свои конкурентные способности. Отсюда следует, что и изменения, происходящие в пологе в результате антропогенного или иного воздействия, более положительный результат дают в контексте улучшения состояния подроста ели в условиях Лисинского, нежели Карташевского лесничества.

1. На каждом этапе развития численность подроста, как и структура по высоте, по возрасту на опытных участках меняются разнонаправленно. Однако выявлена определенная закономерность: чем больше изменяется численность подроста (после урожайных семенных лет она резко увеличивается), тем сильнее меняется структура подроста по высоте и возрасту. Если при увеличении численности подроста за счет самосева происходит существенное уменьшение средней высоты и среднего возраста, то при уменьшении численности в результате отпада, средняя высота и средний возраст могут увеличиваться – если в отпад переходит преимущественно мелкий подрост, или уменьшаться – если в отпад переходит преимущественно крупный подрост.

2. За 30 лет численность подроста под пологом ельника кисличника и ельника черничника изменялась, в этом компоненте фитоценоза смена поколений идет непрерывно - основная часть старшего поколения переходит в отпад, а подрост новых генераций регулярно появляется и в первую очередь - после обильного урожая семян.

3. За три десятилетия состав подроста на объектах наблюдений изменился значительно, доля лиственных пород заметно увеличилась и достигла 31- 43 % (после проведенной рубки). В начале эксперимента она не превышала 10%.

4. На секции А экологического стационара численность подроста ели за 30 лет увеличилась на 2353 экземпляра, а с учетом сохранившихся модельных экземпляров общая численность подроста ели к 2013 году составила 2921 экз./га. В 1983 году всего было 3049 экз./га.

5. За три десятилетия под пологом ельника-черничника и ельника кисличника доля подроста, перешедшего из категории «нежизнеспособный» в категорию «жизнеспособный» составила 9 % на секции А, 11% на секции Б и 8 % на секции В, т.е. в среднем около 10%. Исходя из общей численности подроста на опытном участке 3-4 тыс./га, эта доля существенна и заслуживает внимания при проведении учетных работ при оценке успешности естественного возобновления ели в указанных типах леса. 103 6. Из категории «жизнеспособный» в категорию «нежизнеспособный» за указанный период времени перешло от 19 до 24 %, а сразу из категории «жизнеспособный» в категорию «сухой» (минуя категорию «нежизнеспособный») – от 7 до 11 %. 7. Из общего количества растущего подроста на секции А (1613 экземпляров) перешло в отпад 1150 экземпляров подроста разной высоты и разного возраста, т.е. около 72 %. На секции Б – 60 %, а на секции В – 61 %. 8. В ходе наблюдений доля сухого подроста увеличивалась с увеличением высоты и возраста модельных экземпляров. Если в 1983-1989 гг. она составляла 6,3-8,0 % от общего количества, то к 2013 году к сухому подросту относилось уже от 15 (ельник черничник) до 18-19 % (ельник кисличник). 9. Из общего количества паспортизированного подроста на секции А, деревьями перечетных размеров стали 127 экземпляра, т.е. 7,3 %. Из них большую часть (4,1 %) составляют те экземпляры, которые перешли в разные годы из категории «нежизнеспособный» в категорию «жизнеспособный». 10. Многократность учета одних и тех же экземпляров подроста ели в течение длительного периода времени позволяет указать на основные причины переходов из категории «нежизнеспособный» в категорию «жизнеспособный». 11. Изменение структуры подроста по высоте и по возрасту, колебание численности – процесс динамичный, при котором одновременно совмещается два взаимно противоположных процесса: отпад и приход новых поколений подроста. 12. Переходы подроста из одной категории состояния в другую, как правило, чаще происходит среди мелкого подроста. Чем меньше возраст подроста, тем вероятнее позитивный переход. Если за первые 6 лет наблюдений из категории «НЖ» перешло в категорию «Ж» около 3 % экз. (при среднем возрасте подроста 19 лет), то через 20 лет – менее 1%, а через 30 лет – всего 0,2%. 13. Динамика состояния подроста выражена и по типам леса. Переходы нежизнеспособного подроста в категорию «жизнеспособный» более вероятны в ельнике черничнике, чем в ельнике кисличнике.