Размещено на http://www.allbest.ru/

Рост и продуктивность столетних культур кедра в дубравных условиях зоны хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья

Романов Евгений Михайлович,

Доктор с. - х. наук, профессор, президент

Бродников Сергей Николаевич,

Аспирант, инженер Ботанического сада-института

Краснов Виталий Геннадьевич,

Кандидат с. - х. наук, доцент,

кафедра лесных культур, селекции и биотехнологии

Лазарева Светлана Михайловна,

Кандидат с. - х. наук, директор Ботанического сада-института

Хусаинов Ильназ Ильфатович,

Аспирант, инженер ботанического сада-института

Цель исследования заключалась в изучении столетнего опыта выращивания лесных культур сосны кедровой сибирской в дубравных условиях на территории Среднего Поволжья. Для достижения поставленных задач были исследованы старовозрастные культуры сосны кедровой сибирской в условиях свежих дубрав на территории Руткинского лесничества Республики Марий Эл. Культуры кедра были высажены после сплошной обработки почвы. Расстояние между рядами составляло 2,5 м, шаг посадки - 1,0 м. Участок был разделен на пять вариантов, в зависимости от изменения ширины лесокультурной полосы (I-48 м, II-44 м, III-40 м, IV - 36 м, V - 32 м). Исследования показали, что деревья кедра, вне зависимости от варианта, характеризуются хорошей очищаемостью от сучьев и малой сбежистостью, которая увеличивается по мере уменьшения ширины кулисы. Можно отметить, что к 100-летнему возрасту средняя высота деревьев достигает 28,7 м, средний диаметр - 49,8 см. Запас растущего леса достигает 795,3 м³/га. Наилучший годовой прирост наблюдается при выращивании культур кедра в кулисах шириной более 40 м и составляет 7,95-7,93 м³/га. На основании исследования сделан вывод, что кедр сибирский следует рекомендовать для интродукции в условиях зоны хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья. При создании культур необходимо использовать укрупненные сеянцы и высаживать густотой не более 1,0 тыс. шт. /га, а ширина лесокультурной полосы должна составлять не менее 40,0 м

Ключевые слова: СОСНА КЕДРОВАЯ СИБИРСКАЯ, ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, ИНТРОДУКЦИЯ, СРЕДНЕЕ ПОВОЛЖЬЕ

The purpose of the study was to examine a century of experience of growing of forest cultures of the Siberian stone pine in forest conditions in the region of the Middle Volga. To achieve these objectives, we have investigated old growth culture of Siberian stone pine in the conditions of fresh oak forests in the territory of Rootka forestry of the Mari El Republic. Culture of Siberian stone pine was planted after continuous tillage. The distance between rows was 2,5 m, step landing - 1,0 m. The site was divided into five options, depending on variations in the width of planting strip (I-48 m, II-44 m, in III-40 m, IV - 36 m, V - 32 m). The studies have shown that the Siberian stone pine trees, regardless of the variant, are characterized by good clean ability from twigs, which increases with decreasing of the width of the curtain. It can be noted that in the 100-year-old age, the average height of trees reaches of 28,7 m, an average diameter of 49,8 cm. Stock of forest reaches 795,3 m³/ha. Best annual increase is observed in growing cultures of cedar in the wings with a width of 40 m and is 7,95-of 7,93 m³/ha. Based оn the research, we have concluded that Siberian stone pine should be recommended for introduction into the zone of coniferous-broadleaved forests of the Middle Volga region. When creating crops, it is necessary to use larger seedlings and plant density is not more than 1,0 thousand pieces/ha, and the width of the planting strip shall be not less than 40,0 m.

Keywords: PINUS SIBIRICA, FOREST PLANTATION, INTRODUCTION, MIDDLE VOLGA

В настоящее время леса Среднего Поволжья в основном имеют защитное назначение. Первостепенное внимание уделяется прижизненному наиболее продолжительному, полному использованию полезных функций леса и его древесных пород, созданию и поддержанию оптимальных природных условий режима обитания и проживания населения. Рыхлая подстилка с высокими водопоглощающими свойствами и исключительная долговечность (500-850 лет) являются главными преимуществами сосны кедровой сибирской [1]. Эти качества дают основание считать кедр главной породой в водоохранных зонах и в лесах защитного назначения. Насаждения кедра выполняют защитные функции в таком объеме, в каком выполняют их 4-6 поколений осины и березы, 3-5 поколений ели, 2-4 поколения сосны [2].

Чистые по составу насаждения, по сравнении со смешанными, менее устойчивы к вредным факторам среды, поэтому актуален вопрос создания смешанных культур. В литературе широко известны следующие способы производства частичных культур дуба: рядовой коридорный способ А.П. Молчанова для восстановления дубрав Тульских засек, коридорный способ Б.И. Гузовского для восстановления дубрав Поволжья и способ густой культуры местами, предложенный В.Д. Огиевским [3].А.С. Яковлев предлагает в условиях сураменей и дубрав создавать частично-сплошные культуры кедра с шириной лесокультурной полосы от 16 до 30 м и шириной полосы естественно возобновления от 9 до 15 м [4, 5]. В данном случаев в основу выбора ширины полосы был положен диаметр кроны в возрасте спелости насаждения. Для выращивания искусственных насаждений кедра в условиях Среднего Поволжья подобные технологии не разработаны.

Материалы и методы исследования

Цель исследования заключалась в изучении столетнего опыта создания лесных культур сосны кедровой сибирской в дубравных условиях Среднего Поволжья и разработка рекомендаций по выращиванию данной породы.

В соответствии с целью исследований программа работ включала закладку пробных площадей и изучение основных таксационных показателей 100-летних кедровых культур.

Характеристика объекта и методика исследования

Лесные культуры кедра находятся на территории Руткинского лесничества Горномарийского района Республики Марий Эл (бывший кордон "Васильсурский"). Тип лесорастительных условий - свежие дубравы (Д₂). Почва дерново-среднеподзолистая легкосуглинистая на лессовидных суглинках. Весной 1913 года на участке перед посадкой была проведена сплошная обработка почвы, расстояние между рядами саженцев было 2,5 метра, в ряду - 1 метр. Исследуемый участок представляет форму трапеции, а ряды культур располагались параллельно ее основаниям. Длина посадочного ряда фактически выполняла функцию "просвета", при полосном размещении кедра с участием местных пород. Это позволило разделить участок на 5 вариантов, в зависимости от изменения ширины лесокультурной полосы (кулисы) от 48,0 до 32,0 метров (I-48 м, II-44 м, III-40 м, IV - 36 м, V - 32 м). При лесоустройстве данный участок таксируется обобщенно, в материалы попадает среднее значение по всему участку, не учитывая варианты опыта.

Живой напочвенный покров богатый, представлен преимущественно следующими видами растений: Paris quadrifolia L., Polygonatum officinale All., Aegopodium podagraria L. , Ranunculus cassubicus L. , Asperulla odorata L., Viola odorata L. , Equisetum sylvaticum L. , Actaea spicata L. , Mercurialis perennis L. Подлесок состоит из таких пород, как Acer platanoides L., Tilia cordata Mill. , Corylus avellana (L. ) H. Karst, Sorbus aucuparia L. , Prunus padus L. , Euonymus verrucosus Scop.

При закладке пробных площадей и выполнении детального обследования деревьев учитывались требования действующих нормативов и рекомендаций [6-8]. Статистическая обработка данных проведена по алгоритмам П.А. Соколова и др. [9]. Данные перечета 1950 и 1978 г. г. представлены Н.В. Ереминым [1].

Результаты и обсуждение

Впервые о данных культурах кедра сибирского упоминается в научном отчете Б.М. Алимбека в 1946 году: "Культуры кедра в Васильсурском лесничестве Марийской АССР имеют производительность первого класса бонитета и первого класса качества" [10]. Успешный рост кедра сибирского в условиях региона отмечается в статье "Опыт интродукции кедровой сосны в Марийской АССР и Татарской АССР" [11]: "… культуры кедра сибирского в 40-летнем возрасте в перечислении на гектар имели 1100 деревьев со средней высотой ствола 15 м и диаметром на высоте груди - 18,4 см".

Первоначальная густота культур кедра составляла 4,0 тыс. шт. /га. Сохранность насаждений по вариантам опыта на основании данных перечетов 1950, 1978, 2013 г. г. представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Средние показатели сохранности культур кедра

Данные о сохранности культур за три возрастных периода характеризуются прямой тесной и очень тесной связью с шириной полосы (r=0,876-0,953). По мере уменьшения ширины полосы, занимаемой растениями, уменьшается и их сохранность. При этом максимальное число сохранившихся деревьев наблюдается при ширине лесокультурной полосы от 44,0 до 48,0 м. В абсолютных величинах разница в числе отпавших деревьев в 100 лет была весьма внушительной и в порядке увеличения ширины кулисы составила 3905, 3887, 3848, 3448, 3453. В данном случае наблюдается отличие с данными А.С. Яковлева, а именно с рекомендуемой автором шириной лесокультурной полосы при создании лесных культур [5].

В таблице 2 приведены средние таксационные показатели описываемых полосных культур сосны кедровой сибирской.

Таблица 2 - Средние таксационные показатели культур кедра в возрасте 65 и 100 лет

Примечание: * - запас растущего леса сосны кедровой сибирской на 1 га площади, занятой культурами; ** - полнота указана без участия других пород.

Деревья кедра сибирского, вне зависимости от варианта, характеризуются хорошей очищаемостью от сучьев и малой сбежистостью стволов, которая увеличивается по мере уменьшения ширины кулисы. Можно видеть, что в 100 - летнем возрасте средняя высота деревьев сосны сибирской может достигнуть 28,7 м, при среднем диаметре ствола 49,8 см. В 65 - летнем возрасте средний годичный прирост в высоту составлял 33-35 см, по диаметру ствола - 0,4 см. Запас растущего леса к возрасту 100 лет достигает порядка 795,3-793,2 м³/га. Средний прирост за 100 лет при этом составил 7,95 - 7,93 м³/га при ширине полосы 44-48 м и 2,76 м³/га при ширине 32 м. Последнее свидетельствует о высокой перспективности выращивания кедровых древостоев в условиях свежих дубрав в кулисах шириной более 40 метров

В возрасте 65 лет величина кулисы не оказала никакого влияния на средние значения высоты (F_факт<F_крит, 0,238<2,466) и диметра (F_факт<F_крит, 0,279<2,466). Значение коэффициента изменчивости в этом возрасте по вариантам составляло от 22,35 до 24,85 % по диаметру и от 9,12 до 13,62 % по высоте. Однако в 100 - летнем возрасте показатели диаметра уже имели существенное различие (F_факт > F_крит, 2,796>2,731) в зависимости от изменения числа сохранившихся растущих деревьев и как следствие от ширины кулисы. Показатель изменчивости среднего значения диаметра ствола в данном случае уменьшался с увеличением ширины полосы, изменяясь от 29,72 до 18,09 %. Высота характеризовалась умеренной изменчивостью.

Деревья сохранившиеся в вариантах при ширине менее 40 м - это наиболее крупные развитые деревья I класса роста. Более наглядную картину о влиянии ширины кулисы на распределение количества деревьев по ступеням толщины позволяют получить данные, приведенные в таблице 3.

Таблица 3 - Распределение деревьев кедра по ступеням толщины в возрасте 65 и 100 лет

Деревья с максимальными показателями диаметра ствола (52-60 см) отмечены на всех вариантах с северной стороны, в условиях достаточной освещённости в период начала производства культур. При ширине лесокультурной полосы 44 м зафиксирован максимальный показатель диаметра - 60 см. В вариантах 4 и 5 все деревья произрастают только в северной части участка и имеют максимальные параметры высоты дерева и диаметра ствола, что позволяет находиться в 1 ярусе древостоя. К подобным выводам в своих исследованиях по Среднему Уралу приходит А.В. Хохрин, отмечая, что в лесных культурах кедра интенсивность роста по высоте уменьшается с севера на юг [12]. Такое направление рядов обеспечивает лучшую освещенность верхней физиологически активной части кроны в течение светового дня и прогревание почвы, что в будущем способствует быстрому росту культур [13,14].

В 65 лет наблюдается прямо пропорциональная зависимость: с увеличением ширины лесокультурной полосы уменьшалась протяженность кроны (табл.4). В 100 лет, с увеличением полноты, зависимость приобрела обратно пропорциональный характер: все морфометрические параметры кроны возрастают с увеличением ширины лесокультурной полосы. Протяженность кроны при ширине 48 м за 35 лет снизилась с 59,4 до 24,4 %, а при ширине 32 м - увеличилась от 35,0 до 36,0 %, что напрямую связано густотой стояния насаждения.

Таблица 4 - Морфометрические параметры кроны сосны сибирской

Процесс дифференциации деревьев в 65-летнем возрасте ярко выражен при ширине кулисы 44 - 48 метров и ослабевает с ее уменьшением (табл.5). В этом возрасте во всех вариантах преобладают согосподствующие деревья III класса роста (40,0 - 57,1 %). Отметим, что при ширине кулисы от 32 до 36 м отпали все деревья IV и V классов роста.

Таблица 5 - Распределение деревьев кедра по классам роста (по Г. Крафту)

К возрасту 100 лет во всех вариантах процесс естественного изреживания и дифференциации начинает затухать, снижается интенсивность ростовых процессов. В данном случае древостой представлен преимущественно сверхгосподствующими и господствующими деревьями. При ширине кулисы более 40 метров их доля составляет от 83 до 96 %, а доля согосподсвующих деревьев - от 4,0 до 17,0 %. При ширине кулисы менее 40 метров все деревья имеют I и II класса развития.

При перечете в возрасте 65 лет в составе насаждения был отмечен дуб черешчатый (от 4 до 10 %), однако, к возрасту 100 лет в составе он был не обнаружен. Дуб светолюбивая древесная порода, поэтому он выпал с увеличением сомкнутости насаждения. При ширине лесокультурной полосы от 40 до 36 м наблюдается уменьшение доли участия кедра, с замещением на липу и ясень. На всех участках сформировался второй ярус из местных лиственных пород: липы, ясеня, клена и вяза. Наибольший запас второго яруса отмечен при ширине кулисы 32 м (5 вариант) и составляет 186,13 м³/га. Поэтому в варианте 1 и 2 необходимо повести выборочные рубки с целью снижения полноты до 0,5-0,6, а в вариантах 3-5 провести удаление лиственных пород.

Порядка 3,4 % деревьев с максимальными параметрами диаметра ствола имели ядровую коррозионную пеструю ситовую гниль, вызванную сосновой губкой (Phellinus pini (Fr.) Pil.). К примеру, в условиях Урала количество пораженных деревьев кедра гнилью стволов с возрастом (от 100 до 450 лет) увеличивается и составляет от 20 до 70 %, а в условиях среднегорья Западного Саяна в возрасте 220 лет число пораженных стволов составляет 76-93 % [15]. В целом кедр имеет стабильное устойчивое состояние, а коэффициент стабильности состояния в данном случае составляет 9855,8.

На основе вышеперечисленных данных следует, что создание полосных культур обеспечивает наиболее полно использовать биологические особенности кедра сибирского при формировании смешанных насаждений. Создается благоприятные микроклиматические условия, способствующие повышенной производительности насаждений, повышается устойчивость против болезней и вредителей, морозных трещин, пожаров. Так как лесоводственные и лесокультурные работы ведутся только в лесокультурной полосе, то происходит значительная экономия затрат при создании культур и лесовдственных уходах.

На основе данных производительности насаждения, следует, что первоначальная густота при посадке саженцами или укрупненными сеянцами должна быть снижена, и составлять не более 1,0 тыс. шт. /га. Величина ширины лесокультурной полосы должна составлять не менее 40 м.

кедр сибирский интродукция поволжье

Выводы и рекомендации

1. Природно-климатические условия Среднего Поволжья позволяют успешно произрастать сосне кедровой сибирской в чистой культуре, что подтверждается экспериментально на протяжении 100 лет. Запас древостоя в возрасте 100 лет может достигать 795,3-793,2 м³/га.

2. На основе данных производительности насаждений, следует, что первоначальная густота при посадке саженцами или укрупненными сеянцами должна быть снижена до 1,0 шт. /га, а ширина лесокультурной полосы должна составлять не менее 40 м.

3. Способ включает разметку площади вешками на участки: лесокультурные и естественного возобновления, длиной стороной с севера на юг. На лесокультурных полосах полностью удаляется естественное возобновление древесных и кустарниковых пород. Далее проводится частичная обработка почвы. Применение данного способа позволяет создать устойчивые культуры кедра природоохранного назначения, промежуточно получая древесину в полосах, оставленных для естественного возобновления

4. В варианте 1 и 2 необходимо повести выборочные рубки с целью снижения полноты до 0,5-0,6, а в вариантах 3-5 провести удаление лиственных пород.

5. Кедр сибирский рекомендуется для интродукции в условиях зоны хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья

Список литературы