Частичные лесные культуры дуба на Северо-Западном Кавказе

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

06.03.01 - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Частичные лесные культуры дуба на Северо-Западном Кавказе

Ермаков Владимир Кириллович

Майкоп, 2006

Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет»

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Алентьев Павел Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сухоруких Юрий Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Чернодубов Алексей Иванович;

кандидат сельскохозяйственных наук

Хатукай Маджит Хазретович

Ведущая организация: Департамент лесного хозяйства

Краснодарского края

Защита состоится « » мая 2007 г. в час. на заседании диссертационного совета К 212.113.01 при Майкопском государственном технологическом университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Майкопского государственного технологического университета.

Автореферат разослан « » апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат с.-х. наук, доцент Шадже А.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Дубовые леса Северо-Западного Кавказа распространены на площади около 717 тыс. га, что составляет почти 72% от их площади на Северном Кавказе и 20,3% от общей площади дубрав Европейской России. Произрастая в предгорной зоне и нижнегорном поясе, они имеют огромное почвозащитное, водорегулирующее, рекреационное значение, являются средой обитания многочисленных представителей животного и растительного мира, источником получения ценной дубовой древесины

Лесовосстановление на вырубках _ непременное условие, обеспечивающее непрерывность и неистощительность лесопользования. В настоящее время дуб на вырубках восстанавливается преимущественно путем создания лесных культур.

Значительные площади искусственных дубрав на Северо-Западном Кавказе представлены частичными культурами, которые с таксационно-биометрической точки зрения изучены недостаточно полно. До настоящего времени еще отсутствуют надежные критерии оценки фитоценотической роли отдельных пород в рукотворных лесах. Вместе с тем известно, что особенности взаимоотношений между главными и сопутствующими породами в культурах определяют как технологию их создания, так и специфику лесоводственного ухода за ними. Почти ничего не известно о массе и площади листьев главной породы и ее спутников в частичных культурах. Имеются немногочисленные, часто противоречивые данные о ходе их роста в высоту, а также о длительности периода от посадки культур до выведения дуба в верхний полог.

Цель, задачи, объекты и объем исследования. Цель работы - выявить размерную структуру деревьев в культурах разного возраста в зависимости от типов условий местопроизрастания, связь между отдельными таксационно-биометрическими параметрами главной и сопутствующих пород, особенности их хода роста по высоте, определить период завершенности лесокультурного воспроизводства дуба в частичных культурах.

Для достижения поставленной цели определялись:

таксационные показатели и размерная структура культур;

фитоценотический ранг каждой древесной породы в зависимости от лесорастительных условий;

ход роста главных и сопутствующих пород;

период вывода дуба в верхний ярус;

корреляционные связи между размерными показателями деревьев;

экономическая эффективность искусственного восстановления дуба на вырубках. древесный дуб вырубка лесорастительный

Объектами исследования явились культуры 1 - 3 класса качества, созданные в Апшеронском лесхозе-техникуме и сопредельных лесхозах Краснодарского края и Республики Адыгея. Материал собран на 68 временных пробных площадях.

Научная новизна. Впервые на вырубках Северо-Западного Кавказа выявлены особенности изменения породного состава лесных культур дуба в зависимости от групп типов леса. Уточнена размерная структура культур и на ее основе разработан критерий оценки фитоценотической роли отдельных пород. Установлена динамика хода роста дуба и второстепенных видов древесных растений. Определены корреляционные связи между некоторыми таксационно-биометрическими показателями. Обоснован возраст выращивания главной породы до завершения лесокультурного производства. Рассчитана экономическая эффективность частичных культур дуба.

Практическая значимость. Материалы исследований могут быть использованы в целях совершенствования лесокультурного производства в регионе.

Обоснованность и достоверность результатов. Результаты исследования базируются на обширном экспериментальном материале, собранном с использованием апробированных методик и обработанном современными методами математической статистики.

Личный вклад автора. Автором совместно с руководителями выбрано направление исследования, разработана программа и методика; лично осуществлены: сбор полевого материала, его обработка, анализ и обобщение, формулировка выводов, подготовка основных результатов исследования к публикации.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на расширенном заседании кафедры лесохозяйственных дисциплин, ученом совете экологического факультета, научных конференциях Майкопского государственного технологического университета (2003 - 2006 гг.) и Кубанского государственного университета (2005 г.).

Публикации. По материалам исследования опубликовано семь работ, в том числе одна статья - в одном из ведущих рецензируемых научных журналов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Породный состав культур и фитоценотический ранг каждой породы в связи с типами условий местопроизрастания.

2. Ход роста главных и сопутствующих пород по высоте в частичных культурах дуба.

3. Продуктивность и товарная структура частичных культур дуба.

4. Продолжительность вывода дуба в верхний ярус.

5. Экономическая эффективность выращивания дуба в частичных лесных культурах.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 121 странице машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, приложения. Список использованной литературы включает 118 наименований, в том числе 18 _ на иностранных языках. Текст иллюстрирован 18 таблицами и 11 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Краткая характеристика района исследования

В главе приводятся данные о географическом положении Северо-Западного Кавказа, его орографии, геоморфологии, геологическом строении, почвах, климате и растительности. Исследования проведены в поясе предгорных и горных дубовых лесов северного склона Большого Кавказа на территории Краснодарского края и Республики Адыгея в пределах 43°30' … 46°50' северной широты и 36°30' … 41°45' восточной долготы. Основными орографическими единицами являются равнины Западного Предкавказья и горы Западного Кавказа. Северо-Западный Кавказ является геоморфологической областью, являющейся западным поперечным сегментом Большого Кавказа (Региональная геоморфология..., 1979). Он отличается преобладанием низкогорного и среднегорного эрозионно-денудационного рельефа, сформировавшегося в меловых и нижнепалеогеновых морских отложениях. К выходам устойчивых к выветриванию пород приурочены наиболее высокие участки гор, а депрессии связаны с легко размываемыми породами. На Кубанской равнине под степной растительностью распространены черноземы: карбонатные, типичные, выщелоченные, слитые. К югу под дубовыми лесами расположены серые лесные почвы, южнее и выше которых под лесами из дуба скального, бука восточного и пихты кавказской на некарбонатных горных породах формируются бурые горно-лесные почвы (Зонн, 1950; Остапенко, 1964; Агроклиматические ресурсы..., 1975). На карбонатных горных породах (известняки, мергели) под дубовыми лесами из дуба пушистого распространены перегнойно-карбонатные почвы.

Сложные физико-географические условия, разнообразие ландшафтов, близость незамерзающих морей и наличие системы высоких хребтов Кавказа обусловливают большое разнообразие климата на территории региона. Здесь можно проследить довольно резкий переход от континентального сухого климата на северо-востоке до умеренно континентального Прикубанской низменности и теплого влажного климата предгорий, и от холодного климата высокогорий до субтропического на Черноморском побережье.

Северо-Западный Кавказ относится к числу наиболее богатых по флоре частей России. В его пределах в диком виде в составе природных степных, лесостепных, луговых (плавневых) и лесных растительных сообществах произрастает 2880 видов высших растений, относящихся к 141 семейству.

2. Аналитический обзор

До настоящего времени сведения о видовом составе рода Quercus L. очень противоречивы. По мнению отечественных авторов, род дуб насчитывает от 250 (Харитонович, 1968) до 450 (Булыгин, 2002) и даже до 600 видов (Лосицкий, 1981). Некоторые западноевропейские систематики (Kremer, 1993) насчитывают в роде более 300 видов. Вследствие большого числа и значительного полиморфизма видов систематика рода затруднена. Поэтому ряд кавказских дубов после длительных дискуссий систематиков утратил свою самостоятельность в ранге вида (Меницкий, 1971; Черепанов, 1972; Красильников, 1978).

В районе исследования наибольшее распространение имеют четыре вида дуба: дуб черешчатый, или летний (Quercus robur L.), д. скальный, или зимний (Quercus petraea Liebl.), д. Гартвиса, или армянский (Quercus hartwissiana Stev.) и д. пушистый (Quercus pubescens Will.).

Процессы естественного возобновления дуба на Северо-Западном Кавказе изучали Н.А. Степанов (1952), А.И. Ильин (1958), Л.В. Бицин (1961), П.М. Полежай (1971, 1987, 1991), П.Н. Алентьев (1976, 1990), В.Д. Демьянов, (1996). По другим регионам России крупные сводки по возобновлению и восстановлению дубрав содержат работы Г.Г. Юнаша (1953), А.Г. Солдатова (1976), К.Г. Лосицкого (1981), А.А. Молчанова (1964), Н.П. Калиниченко (1973, 2000), В.Д. Новосельцева (1985), П.Б. Лаврова (1998).

Рекомендации по созданию культур дуба имеются в работах П.Н. Алентьева (1960, 1976, 1990, 1999), Е.И. Зеленко (2000), И.М. Бартенева (1999), Д.В. Касимова (2000), А.С. Яковлева (1999, 2002), Н.П. Калиниченко (1991, 2000), Н.А. Харченко (1999), В.Д. Демьянова (1996), А.Б. Жукова (1949), К.Б. Лосицкого (1986), В.Д. Новосельцева (1985) и др.

Опыт зарубежных стран (Австрии, Германии) свидетельствует о постепенном переходе к групповой посадке лесных культур дуба черешчатого и скального (Strobel, 2000; Tiefenbacher, 1998; Hochbichler, 2000; H.-А. Gockel, 2001; Nutto, 2000).

Примечательно, что способ трехрядных лесных культур дуба, имевший неоспоримые преимущества по сравнению с однорядным, рекомендовался к внедрению П.Н. Алентьевым (1960) ещё 45 лет тому назад.

В научных публикациях вопросы, связанные с рубками ухода в дубовых культурах, освещены довольно подробно (Молчанов, 1964; Алентьев, 1976, 1990; Наставления по рубкам ухода …, 1993; Мусиевский, 2000; Кривошея, 2001; Ханцевич, 2001 и др.).

П.А. Алентьев (1990) рубки ухода за культурами дуба на вырубках до выведения главной породы в первый ярус предлагает рассматривать как лесокультурное мероприятие.

3. Программа, объекты и методика исследований

Программой предусматривалось проведение исследований по следующему комплексу вопросов: определение таксационных и биометрических показателей культур дуба; изучение хода роста главных и сопутствующих пород в зависимости от лесорастительных условий; определение фитоценотического ранга древесных пород в культурах; разработка рекомендаций по уходу за главной породой с целью вывода ее в первый ярус; оценка экономической эффективности создания частичных лесных культур дуба.

Кроме того, учитывая роль кроны в обеспечении жизненно важных процессов, определялись ее следующие параметры: масса и влажность листьев; площадь и индекс листовой поверхности; линейные приросты побегов.

Объектами исследования явились частичные культуры дуба черешчатого и дуба Гартвиса разного возраста, созданные в Апшеронском лесхоз-техникуме и сопредельных лесхозах Краснодарского края и Республики Адыгея.

Таксационные и биометрические показатели определялись на временных пробных площадях, которые закладывались в соответствии со стандартной методикой (ОСТ 56-69-83).

При лесоводственно-геоботаническом описании пробных площадей указывалось их местонахождение (лесхоз, лесничество, квартал, выдел), особенности рельефа (высота над уровнем моря, экспозиция, крутизна, форма и часть склона), подроста (густота, средняя высота, породный состав и характер размещения), подлеска (состав, сомкнутость и высота), живого напочвенного покрова (общее проективное покрытие и отдельно по видам). Кроме того, отмечались генетический тип почвы, растительная ассоциация, тип условий местопроизрастания и тип леса.

Высота над уровнем моря определялась с помощью авиационного высотомера-альтиметра, экспозиция склона - по компасу, его крутизна - высотомером-угломером лесным марки ВУЛ-1, форма и часть склона - визуально.

Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова устанавливалось по фотошаблонам Л.Г. Раменского (1956), тип условий местопроизрастания - на основании эдафической классификации П.С. Погребняка - Д.В. Воробьева (1968) с учетом почвенных условий, состава растений - индикаторов, производительности древостоя и рельефа местности. Тип леса устанавливался согласно ведомственных рекомендаций по системе ведения лесного хозяйства на зонально-типологической основе для Северного Кавказа (1986). Тип почвы определялся в результате описания почвенных разрезов, которые располагались в центре пробы.

Растительная ассоциация указывалась по доминантам древостоя и живого напочвенного покрова или подлеска.

Анализ хода роста проводился по общепринятой в таксации методике (Анучин, 1982). На модельных деревьях определялись размеры крон и характер их взаимодействия с окружающими деревьями.

Фитоценотический статус каждого дерева на пробных площадях оценивался по величине предложенного нами индекса, который вычислялся по формуле:

R = d/dср*h/hср,

где R - фитоценотический ранг дерева; d, dср - соответственно диаметр проекции кроны дерева и средний диаметр проекции всех деревьев на пробной площади, м; h, hср - высота дерева и средняя высота деревьев на пробе соответственно, м.

Фитоценотический ранг древесной породы в культурах вычислялся как средняя арифметическая величина.

Сущность предложенного показателя состоит в том, что среднее по диаметру проекции кроны и высоте дерево в культуре имеет ранг, равный 1,0. Для более крупных деревьев ранг будет больше 1,0, для более мелких - меньше 1,0. Таким образом, показатель достаточно объективно оценивает занимаемое деревом или древесной породой пространство в фитоценозе, а, следовательно, их фитоценотическую «мощность» и степень взаимного влияния.

С целью выявления параметров крон отбирались средние по размерам модельные деревья дуба, граба и ясеня в лесных культурах разного возраста. После их валки отдельно в нижней средней и верхней частях крон обрывались все листья, а также измерялась длина текущего прироста побегов.

Масса и площадь листьев определялись весовым методом с использованием электронных весов с точностью до 1 г. Индекс листовой поверхности рассчитывался как частное от деления площади листовой поверхности на площадь проекции кроны. Линейные приросты измерялись отдельно для центрального и 10 - 12 боковых побегов по частям кроны (нижняя, средняя, верхняя).

Запас на пробе рассчитывался как сумма запасов по элементам леса. Объем одного ствола находился в зависимости от породы с учетом среднего диаметра и средней высоты по элементам леса. Состав лесных культур в молодняках дуба до 10 лет определялся по процентному соотношению стволов входящих в них пород, в остальных случаях - по соотношению запасов. Возраст лесных культур определялся на момент замеров по фактической дате их закладки.

Сомкнутость крон определялась с точностью до 0,1 единицы.

Данные перечетов и замеров подвергались обработке методами математической статистики (Лакин, 1980; Рокицкий, 1973) с использованием компьютерных программ Microsoft Excel и Statisticа.

4. Таксационно-биометрические параметры лесных культур

В соответствии с программой работ в дубовых культурах на пробных площадях изучены таксационные и биометрические показатели элементов леса, установлены связи между некоторыми из них, рассчитаны ранги, характеризующие фитоценотический статус каждой древесной породы.

4.1. Состав культур. Состав выращиваемых частичных культур дуба зависит от породного состава древостоев, поступивших в рубку, условий местопроизрастания, интенсивности и повторяемости рубок ухода, других, иногда стихийных факторов, определяющих эффективность лесовосстановления на вырубках.

Процентное участие главных пород в культурах колеблется в пределах 15…72%, составляя в среднем для дуба Гартвиса 35% и дуба черешчатого 41%. В условиях свежей дубравы относительное участие дуба Гартвиса и дуба черешчатого одинаково и равно 34%. Во влажных условиях дуб Гартвиса по проценту стволов составляет 36, а дуб черешчатый _ 44%.

Естественную примесь к дубу семенного происхождения образует порослевой дуб, а также другие твердолиственные (ясень обыкновенный, клены полевой и татарский, вяз шершавый, граб обыкновенный, бук восточный), дикоплодовые (груша кавказская, боярышник однопестичный) и мягколиственные (ива козья, тополь дрожащий, тополь белый) породы.

Средний состав культур дуба Гартвиса в свежих условиях _ 34ДГ32Яо14Кл8Ос6Ив6В+Днч, Гш; во влажных условиях - 36ДГ20Яо18Кл10В6Ив6Ос4Г+Днч, Гш, Тб, Бяр. Для культур дуба черешчатого в свежих грудах формула состава следующая: 34Дч37Г13Кл10В6Яо+ДнГ, Гш, Бк, Ив. Во влажных дубравах состав лесных культур дуба черешчатого _ 44Дч20Яо12Тб8Г8В8Ив+ДнГ. Следует отметить, что боярышник как элемент леса входит в состав только самых молодых культур дуба в возрасте до 10…15 лет, в дальнейшем выступая лишь в роли подлеска.

Соотношение в культурах пород различного происхождения представлено в таблице 1.

Таблица 1. Соотношение пород по происхождению в частичных культурах дуба

Древесная порода	Происхождение деревьев, %
	семенное	вегетативное
Дуб черешчатый	87	13
Дуб Гартвиса	91	9
Ясень обыкновенный	40	60
Граб кавказский	32	68
Вяз шершавый	68	32
Клен полевой	23	77
Клен татарский	24	76
Бук восточный	90	10
Итого твердолиственные	55	45
Ива козья	20	80
Тополь дрожащий	76	24
Тополь белый	92	8
Груша, боярышник	86	14
Итого мягколиственные	49	51
Всего	54	46

Данные, представленные в таблице 1, указывают на преимущественно семенное происхождение главных пород в частичных культурах дуба.

Среди второстепенных твердолиственных пород наибольший удельный вес деревьев семенного происхождения имеет бук восточный (90%), а наименьший - клены (23 - 24%). Заметное участие в естественном семенном возобновлении на площади частичных культур дуба принимает вяз. В целом твердолиственные породы на 55% представлены в культурах семенными экземплярами.

Мягколиственные и прочие (дикоплодовые) породы по способу возобновления распределены примерно поровну. Следует лишь отметить, что осина в отличие от остальных пород вегетативно размножается, главным образом, корневыми отпрысками.

В составе подлеска отмечены жостер слабительный, бересклет европейский, бирючина обыкновенная, боярышник однопестичный, бузина черная, кизил мужской, лещина обыкновенная, свидина южная. Наиболее постоянными видами подлеска являются боярышник и свидина. Бузина черная образует редкий подлесок во влажных условиях культур дуба Гартвиса, а кизил - только в свежих дубравах из дуба черешчатого.

Таким образом, в составе лесных культур дуба учтена 21 древесно-кустарниковая порода. Насыщенность древесными видами частичных культур дуба на Северо-Западном Кавказе отражает значительное естественное видовое разнообразие дубовых фитоценозов региона. Исходя из этого, метод частичных лесных культур можно с уверенностью считать экологически обоснованным.

4.2. Встречаемость древесных видов в лесных культурах. В фитоценологии встречаемость вида отражает вероятность его встречи на пробной или учетной площади. Если в качестве таковых принять площади, где лесоводами Северо-Западного Кавказа были созданы частичные лесные культуры, то данный фитоценотический параметр может быть применим (с некоторыми оговорками) и к ним. Лесных культур, созданных в не соответствующих местным видам дуба условиях местопроизрастания, в лесхозах региона не обнаружено.

Дуб Гартвиса встречается как в свежих, так и во влажных условиях. Дуб черешчатый в основном приурочен к свежим дубравам.

Наиболее встречающимися в культурах дуба второстепенными породами являются ясень обыкновенный и вяз шершавый, а наиболее редкими - бук и клен татарский, но, если бук встречается только в свежих условиях, то клен - только во влажных. Тополь белый отсутствует в свежих условиях. Остальные породы образуют примесь как в D2, так и в D3.

4.3. Возраст культур. По возрасту все исследованные культуры относятся к молоднякам. В таксации молодняками считаются насаждения двух первых классов возраста. Распределение по возрасту частичных культур приведено в таблице 2.

Таблица 2. Распределение исследованных культур по возрасту

Главная порода	Распределение по возрасту, % площади
	до 10 лет	11 - 20	21 - 30	31 - 40
Дуб Гартвиса	13,6	45,7	5,6	2,9
Дуб черешчатый	6,3	20,8	1,9	3,2
Итого	19,9	66,5	7,5	6,1

Как следует из приведенных данных, культуры первого класса возраста представлены на 86,4% и второго класса _ на 13,6% площади. Меньшая представленность в обследованной выборке частичных культур второго класса возраста объясняется лучшей сохранностью более молодых культур.

4.4. Продуктивность и товарность культур. Продуктивность главных пород, выраженная классом бонитета, колеблется от Ia,1 до II,8. Распределение культур дуба по классам бонитета в зависимости от типа условий местопроизрастания показано в таблице 3.

Таблица 3. Распределение площади культур по классам бонитета и

группам типов леса, %

Группа типов леса	Класс бонитета	Итого
	Ia	I	II	III
Свежие (D2)	3.9 -	5.3 12.9	6.9 6.2	1.4 3.6	17.5 22.7
Влажные (D3)	2.8 15.3	0.6 26.3	0.7 14.1	- -	4.1 55.7
Всего	6.7 15.3	5.9 39.2	7.6 20.3	1.4 3.6	21.6 78.4

Примечание: в ячейках таблицы _ числитель - культуры дуба черешчатого, знаменатель _ дуба Гартвиса.

Средний бонитет исследованных культур высокий _ I,2±0,1, т.е. чуть ниже первого. С одной стороны это свидетельствует о надлежащем уходе за культурами со стороны лесхозов и благоприятных лесорастительных условиях для роста дуба в регионе, а с другой, _ о соответствии экологических требований главной породы конкретным типам условий местопроизрастания. Не обнаружено различий по продуктивности культур дуба черешчатого и Гартвиса: их средние классы бонитета практически одинаковы и равны I,1 - I,2.

Наиболее продуктивны культуры дуба, заложенные во влажных и богатых условиях (D3), за которыми своевременно проводился лесоводственный уход и которые не испытали на себе отрицательного воздействия лесных пожаров. Такие культуры растут по Ia - I классам бонитета и составляют 67,1% от общей площади. При хотя бы однократном низовом пожаре продуктивность культур снижается на 1,5 - 2,0 класса бонитета (табл.4).

Таблица 4. Средние классы бонитета культур дуба на участках, пройденных пожарами и без них

Культуры	Классы бонитета по эдатопам
	D2	средний	D3	средний
1. Без пожаров	Ia,4…I,6	I,0±0,06	Ia,1…I,0	0,6±0,05
2. С пожарами	I,6…II,8	II,2±0,8	II,0…II,2	II,1±0,7

Запас на 1 гектаре лесных культур колеблется в пределах 8…243 м3.

Средний прирост по запасу на 1 га главных пород (среднее изменение запаса) при лесохозяйственной полноте 1,0 колеблется от 1,6 до 8.8 м3/год.

Имеется прямая связь между средним изменением запаса и классом бонитета главных пород (y = _ 0,7507x + 4,5874). Связь между этими показателями достоверна (R2 = 0,7). Значительный вклад в варьирование среднего изменения запаса культур вносит участие в их составе таких быстрорастущих пород, как осина и тополь.

Как показали наши исследования, товарность главных пород, выраженная процентом деловых (ровных) стволов, в исследованных культурах колеблется от 28 до 79%. О распределении лесных культур по классам товарности дает представление таблица 5.

Таблица 5. Распределение площади культур по классам товарности и типам условий местопроизрастания, %

Эдатоп	Класс товарности	Итого
	1	2	3	4
D2	1,3	4,2/10,6	5,7/7,3	6,3/4,8	17,5/22,7
D3		2,6/8,5	1,1/31,1	0,4/16,1	4,1/55,7
Всего	1,3	6,8/19,1	6,8/38,4	6,7/20,9	21,6/78,4

Примечание: в ячейках таблицы _ числитель - культуры дуба черешчатого, знаменатель _ дуба Гартвиса.

Связь между классом бонитета и товарностью средняя (r = _0,52), но достоверная (tф = 7,36>t0.01 = 2,58). В общем, отмечается увеличение товарности с повышением продуктивности. Связь товарности дуба с сомкнутостью культур не установлена.

4.5. Связь между другими таксационными и биометрическими показателями культур. Высота деревьев дуба в частичных лесных культурах в сравнении с другими породами является таксационным показателем, определяющим эффективность лесовосстановления главной породы в регионе. Поскольку дуб не выносит верхового затенения, превышение его над породами в кулисах - основное условие его выживаемости, продуктивности и качества в частичных лесных культурах.

Другим показателем, важным с точки зрения успешности лесовосстановления дуба на вырубках, является степень развития крон деревьев в культурах. Между высотой ствола и площадью проекции кроны выявлена связь, которая описывается степенной функцией вида y = 0,0303х2,1758 (R2 = 0,6215, tф = 49,3>t0.01 = 2.58).

Связь между высотой дуба и его диаметром выражается уравнением y = 1,4471x0,8642 (R2 = 0,9541, tф= 495,83>t0.01 = 2,58). Для всех древесных пород, встречающихся в культурах, эта связь имеет вид y = 2,481x0,5984 (R2 = 0,7423, tф=488,4>t0.01 = 2.58).

Зависимость между средним диаметром кроны (y2) и диаметром ствола (x2) дуба описывается степенной функцией y2 = 0,4512x20,7607 (R2 = 0,7424).

Зависимость между степенью сомкнутости крон (у3) и суммой площадей поперечных стволов на 1 га (х3) близка к линейной и аппроксимируется уравнением y3 = 0,0954x30,9587 (R2 = 0,8631, tф = 157,5>t0.01 = 2,58).

4.6. Ход роста древесных пород в дубовых культурах. Динамика роста древесных пород по высоте в зависимости от возраста представлена на рисунке 1.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис. 1. Обобщенный график хода роста в высоту главных и сопутствующих пород в частичных лесных культурах дуба

Анализ графиков позволяет сделать вывод о том, что ход роста в высоту главных пород в лесных культурах имеет выраженный линейный характер. Линейность несколько нарушается лишь в первые годы роста дуба после посадочного стресса, когда рост заторможен. Период замедленного роста длится до 5…7 лет, после чего заметно увеличивается.

Ход роста ясеня обыкновенного и граба кавказского, в общем, повторяет линейную форму графиков главных пород.

Наши данные свидетельствуют о том, что при своевременных интенсивных рубках ухода дубы черешчатый и Гартвиса в культурах вполне конкурентоспособны и обгоняют граб по высоте с 5-ти, а ясень _ с 11-ти лет. К 15 годам превышение главных пород над сопутствующими составляет 11,5…16,7%, увеличиваясь до 13,6…17,4% в 20 лет и снижаясь до 10,7…14,3% к 25-ти годам.

4.7. Параметры крон. Данные о массе листьев и их влажности свидетельствуют о том, что наибольшая масса листьев формируется преимущественно в верхней или средней, а наименьшая - в нижней частях кроны. У дуба Гартвиса на верхнюю часть кроны приходится 40,5%, на среднюю - 43,8%, на верхнюю - 15,5%. Для граба эти показатели составляют соответственно 52,2, 32,8 и 15,0%, для ясеня - 58,2, 26,8 и 15,0%.

Влажность листьев - наименее варьируемый признак из всех изученных (V = 1,7...2,6%). Связь влажности листьев с частями кроны не установлена. Однако, этот признак видоспецифичен. Наиболее обводнены листья ясеня (66,4±0,5%), наименее - листья граба (57,5±0,3%). Листья дуба по влажности занимают промежуточное положение (60,9±0,5%). Различия по влажности достоверны при уровне значимости б = 0,001 (t = 5.69...14.82>t0.001 = 4.02).

Установлена очень тесная прямая линейная корреляция между массой листьев и диаметром ствола на высоте груди. Для всех моделей коэффициент корреляции r = 0,93±0,15 при t = 6,20>t0.001 = 5,96. Связь массы листьев с высотой деревьев выражена в значительно меньшей степени (r = 0,48±0,36; t = 1,33<t0.1 = 1,94).

Индекс листовой поверхности модельных деревьев дуба колеблется от 2,3 до 3,4; моделей граба - от 1,8 до 2,9, моделей ясеня - от 2,0 до 3,0. Наши данные вполне сопоставимы с максимальными значениями ИЛП для снытевой дубравы Курской области, букового леса в Бельгии, широколиственного леса штата Нью-Гемпшир (4,7 … 6,0). Более высокие значения для лесных насаждений вполне объяснимы учетом листовой поверхности нижних ярусов растительности.

Данные о текущем приросте побегов различных пород в разных частях кроны представлены в таблице 6.

Наибольший средний прирост побегов приурочен, в основном, к верхней части кроны модельных деревьев. Установлена очень тесная прямая связь между текущим приростом по высоте главного осевого побега и средним приростом по высоте модельных деревьев (r = 0,80±0,23 при tф = 3,48>t0.05 = 2,36).

Таблица 6. Текущие приросты побегов дуба, граба и ясеня

Возраст, лет	Высота, м	Средний прирост по высоте, см	Текущий прирост главного побега, см	Средний прирост боковых побегов по частям кроны, см
				нижняя	средняя	верхняя	итого
Дуб Гартвиса
14	10,6	76	90	21,1±2,6	28,4±4,2	23,9±3,0	24,3±1,9
19	14,2	75	87	15,2±6,1	24,8±3,8	28,3±2,5	23,4±2,4
25	16,1	64	59	16,2±1,9	22,0±0,4	33,7±6,7	22,5±1,8
Граб кавказский
14	9,4	67	68	24,0±3,0	16,5±2,4	20,0±2,7	20,2±1,6
19	12,0	63	62	20,1±4,1	15,3±2,8	24,2±3,7	19,9±2,1
25	12,6	50	58	13,4±2,2	47,2±3,7	54,6±5,4	38,4±2,2
Ясень обыкновенный
14	11,2	80	90	32,2±3,2	48,8±2,6	49,3±2,8	43,4±1,7
19	14,0	74	89	19,4±2,7	25,6±4,3	24,7±3,4	23,2±2,0
25	16,6	66	48	35,5±2,1	31,6±3,6	42,1±4,7	37,7±2,0

4.8. Оценка фитоценотической роли отдельных пород в культурах дуба. С целью объективной оценки конкурентного статуса слагающих лесные культуры дуба древесных пород в зависимости от типа условий местопроизрастания рассчитаны значения их фитоценотических рангов (табл. 7). В основу оценки положены средние размеры деревьев по высоте и площади проекции крон.

Таблица 7. Фитоценотические ранги древесных пород в частичных культурах дуба в зависимости от лесорастительных условий

Древесная порода	D2	D3	D2, D3
Дуб черешчатый	1,39	1,20	1,34
Дуб Гартвиса	1,24	1,01	1,05
Ясень обыкновенный	0,51	0,73	0,66
Клен полевой, к. татарский	0,66	0,82	0,80
Вяз шершавый	1,19	1,37	1,32
Ива козья	1,07	1,09	1,08
Осина, тополь белый	2,84	3,30	3,15
Граб обыкновенный	1,03	1,10	1,06

Представление о конкурентоспособности древесных пород в зависимости от групп типов леса дает рисунок 2.

Рис. 2. Средние фитоценотические ранги древесных пород в дубовых лесных культурах Северо-Западного Кавказа

Большая часть обследованных лесных культур, созданных на вырубках по частично подготовленной почве, соответствуют 1 - 3 классу качества.

5. Экономическая эффективность частичных культур дуба на вырубках

Лесовосстановление связано со значительными капитальными вложениями. В условиях рыночной экономики необходимо, чтобы они осуществлялись с максимальной экономической эффективностью.

Расчет экономической эффективности создания частичных лесных культур дуба на вырубках выполнен путем составления системы расчетно-технологических карт с калькуляцией затрат на закладку и выращивание культур до возраста спелости. В результате сопоставления суммарной рыночной стоимости древесины, заготовленной в порядке рубки главного пользования в лесных культурах с затратами определялась величина дохода от лесовосстановления на дубовых вырубках. Все расчеты сделаны для условий свежей дубравы (D2). Участие главной породы в частичных культурах спелого возраста принято равным 7 единиц. Запасы определены по таблицам хода роста нормальных насаждений дуба I бонитета. Сортиментация запаса проведена по товарным таблицам. Выход деловой древесины принят соответствующим 2-му классу товарности.

Затраты на создание 1 га частичных лесных культур в соответствии с расчетно-технологической картой на посадку и агротехнический уход за ними до перевода их в покрытые лесом земли составляют 12660,62 руб.

Затраты на рубки ухода за культурами дуба на вырубках составляют: на 3-кратные осветления и прочистки 60020,22 руб., на 3-кратное прореживание 31763,04 руб., на 4-кратную проходную рубку 27598,08 руб.

Общие затраты на создание 1 га культур и рубки ухода за весь цикл лесовыращивания дуба в частичных лесных культурах на вырубках определены в размере 132,1 тыс. руб.

Сортиментная оценка спелого леса на корню (табл. 8) проведена по товарным таблицам исходя из следующих условий: состав насаждения 7Дч 1Яо 1Кло 1Гш, запас 420 м3/га, средний диаметр преобладающей породы 44 см, класс товарности 2.

Данные, представленные в таблице 8, свидетельствуют о том, что в результате выращивания культур дуба по частично подготовленной почве на вырубках Северо-Западного Кавказа к возрасту главной рубки с 1 га можно получить 280 м3 ценной деловой древесины, в том числе 256 м3 крупной. На долю деловых сортиментов приходится 67% запаса, сырья для технологической переработки 13%, дров топливных твердолиственных пород 11%. Таким образом, выход ликвидной древесины в спелых дубовых культурах составляет более 90%.

Рыночная стоимость рассчитана по цене обезличенной древесины, сложившейся в Апшеронском лесхозе- техникуме с учетом НДС (табл. 9).

Таблица 8. Сортиментная структура частичных культур дуба

в возрасте спелости, м3

Состав	Запас на 1 га, м3	Выход сортиментов
		деловая	технологическое сырье	дрова	отходы
		крупная	средняя	мелкая	итого
7Дч	294	198	10	-	208	39	18	29
1Яо	42	24	3	-	27	5	6	4
1Кло	42	20	3	2	25	5	8	4
1Гш	42	14	4	2	20	5	13	4
Итого	420	256	20	4	280	54	45	41

Рыночная стоимость рассчитана по цене обезличенной древесины, сложившейся в Апшеронском лесхозе- техникуме с учетом НДС (табл. 9).

Таблица 9. Рыночная стоимость древесины в спелых частичных культурах дуба на площади 1 га

Показатели	Сортименты
	деловая	дрова	технологическое сырье	итого
Объем древесины, м3	280	45	54	379
Цена 1 м3, руб.	1188	295	250
Стоимость, руб.	332640	13275	13500	359415

Как показывают итоговые данные в табл. 9, рыночная стоимость обезличенной ликвидной древесины в культурах дуба на вырубках к возрасту спелости составляет 359,4 тыс. руб. При общих затратах на создание культур и рубки ухода в размере 132,1 тыс. руб. экономический эффект составляет 227,3 тыс. руб. С учетом стоимости древесины, полученной от рубок ухода, эффект будет еще больше. Кроме того, при выращивании высокопродуктивных дубовых культур имеет место значительный эффект, связанный с улучшением ландшафта и охраной окружающей среды.

ВЫВОДЫ

1. В составе частичных дубовых культур на вырубках Северо-Западного Кавказа представлены 13 древесных и 8 кустарниковых пород. Состав культур специфичен по эдатопам: во влажной дубраве участие главных пород несколько выше, чем в свежей. Насыщенность древесными видами частичных культур дуба на Северо-Западном Кавказе отражает значительное естественное видовое разнообразие дубовых фитоценозов региона. Исходя из этого, метод частичных лесных культур можно с уверенностью считать экологически обоснованным.

2. В среднем от 87 до 91% растений дуба в культурах имеют семенное происхождение. В целом твердолиственные породы на 55%, а мягколиственные на 49% представлены семенными экземплярами. Среди второстепенных твердолиственных пород наибольший удельный вес деревьев семенного происхождения имеет бук восточный (90%), а наименьший - клены (23 - 24%).

3. Высокий бонитет исследованных культур (I,2±0,1) с одной стороны свидетельствует о надлежащем уходе за культурами со стороны лесхозов и благоприятных лесорастительных условиях для роста дуба в регионе, а с другой, _ о соответствии экологических требований главной породы конкретным типам условий местопроизрастания. Не обнаружено различий по продуктивности культур дуба черешчатого и Гартвиса: их средние классы бонитета практически одинаковы и равны I,1 - I,2. Наиболее продуктивны культуры дуба, заложенные во влажных и богатых условиях (D3), за которыми своевременно проводился лесоводственный уход и которые не испытали на себе отрицательного воздействия лесных пожаров. Такие культуры растут по Ia - I классам бонитета и составляют 67,1% от общей площади. Участки лесных культур, пройденные хотя бы однократным низовым пожаром, снижают продуктивность на 1,5 - 2,0 класса бонитета.

4. Имеется достоверная прямая связь между средним изменением запаса и классом бонитета главных пород. Связь между этими показателями достоверна (y = _ 0,7507x + 4,5874, R2 = 0,719). Значительный вклад в варьирование среднего изменения запаса культур вносит участие в их составе таких быстрорастущих пород, как осина и тополь. Связь между классом бонитета и товарностью очень низкая (R2 = _ 0,27), но достоверная (t = 7,36>t0.01 = 2,58). В общем, отмечается увеличение товарности с повышением продуктивности. Связь товарности дуба с сомкнутостью культур не установлена.

5. Ход роста в высоту главных пород в лесных культурах имеет выраженный линейный характер. Период замедленного роста длится до 5… 7 лет, после чего заметно увеличивается. При своевременных интенсивных рубках ухода дубы черешчатый и Гартвиса в культурах вполне конкурентоспособны и обгоняют граб по высоте с 5-ти, а ясень _ с 11-ти лет. К 15 годам превышение главных пород над сопутствующими составляет 11,5…16,7%. Поэтому 15 лет - это минимальный период выведения дуба в первый ярус.

6. Наибольшая масса листьев формируется преимущественно в верхней или средней, а наименьшая - в нижней частях кроны. У дуба Гартвиса на верхнюю часть кроны приходится 40,5%, на среднюю - 43,8%, на верхнюю - 15,5%. Для граба эти показатели составляют соответственно 52,2, 32,8 и 15,0%, для ясеня 58,2, 26,8 и 15,0%. Влажность листьев - наименее варьируемый признак из всех изученных (V = 1,7...2,6%). Связь влажности листьев с частью кроны не установлена. Этот признак видоспецифичен. Наиболее обводнены листья ясеня (66,4±0,5%), наименее - листья граба (57,5±0,3%). Листья дуба по влажности занимают промежуточное положение (60,9±0,5%). Различия по влажности достоверны при уровне значимости б = 0,001 (t = 5.69...14.82>t0.001 = 4.02).

7. Наибольший средний прирост побегов приурочен, в основном, к верхней части кроны деревьев. Существует очень тесная прямая связь между текущим приростом по высоте главного осевого побега и средним приростом по высоте модельных деревьев (r = 0,80±0,23, t = 3,48>t0.05 = 2,36).

8. Дуб более конкурентоспособен в культурах, созданных в свежих дубравах по сравнению с влажными. Его средний фитоценотический ранг в этих условиях выше в 1,16…1,23 раза. Второстепенные породы за исключением тополя дрожащего и белого, в основном имеют более низкие ранги. Наименее конкурентоспособными и фитоценотически значимыми второстепенными видами в исследованных дубовых культурах являются ясень обыкновенный и клены, ранги которых не превышают 1,0.

9. Экономическая эффективность исследованных культур в возрасте спелости составляет 227,3 тыс. руб. В структуре затрат на воспроизводство дуба в частичных лесных культурах затраты на посадку и агротехнический уход составляют всего 9,6%, затраты на рубки ухода - 90,4%, в т.ч. в молодняках 45,4%. Таким образом, после перевода культур в покрытые лесом земли требуются капитальные вложения на рубки ухода, превышающие затраты в первое пятилетие почти в 10 раз. Поэтому примерно в такой же пропорции необходимо увеличить бюджетное финансирование искусственного лесовостановления.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При проведении рубок ухода в искусственных смешанных молодняках дуба следует ранжировать главные и сопутствующие породы по показателю фитоценотической конкуренции.

2. Лесоводственный уход за частичными культурами дуба на вырубках следует начинать сразу же после их посадки одновременно с агротехническими уходами, т.к. в период приживания дуб растет медленно и особенно нуждается в осветлении.

3. Затраты на искусственное лесовосстановление после перевода культур в покрытые лесом земли следует увеличить в 10 раз.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Культуры дуба красного на вырубке в Тверском лесничестве Апшеронского лесхоз-техникума / МГТИ - 10 лет. III Международ. научно-практическая конф. «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира». - Майкоп, 2003. - С. 50.

2. Состояние культур дуба черешчатого на вырубках Апшеронского лесхоза-техникума и меры по их улучшению / Материалы V Всероссийской научно-практической конф. студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука - XXI веку». I сессия. - Майкоп, 2004. - С. 98 - 100.

3. Проблемы селекции и семеноводства основных лесообразующих пород Апшеронского лесхоза-техникума / Материалы V Всероссийской научно-практической конф. студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука - XXI веку». I сессия. - Майкоп, 2004. - С. 186 - 188. (80% участия, соавт. И.А. Смирнов, В.В. Черкасенко).

4. Испытание происхождений дуба бореального / Материалы XVIII межреспубликанской научно-практической конф. «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий». - Краснодар, 20005. - С. 55 - 58. (60% участия, соавт. В.В. Черкасенко).

5. Параметры крон в культурах дуба на Северо-Западном Кавказе / Материалы международной научно-практической конф. «Экологические проблемы современности». - Майкоп, 2006. - С. 20 - 21. (80% участия, соавт. Б.П. Орлов).

6. Уравнения связи между некоторыми таксационными и биометрическими параметрами деревьев в культурах дуба на Северо-Западном Кавказе / Материалы международной научно-практической конф. «Экологические проблемы современности». - Майкоп, 2006. - С. 20.

7. Ермаков В.К. Таксационно-биометрические параметры частичных лесных культур дуба на Северо-Западном Кавказе // Лесное хозяйство. - 2007. - № 2. - С. 42 - 43.

Размещено на Allbest.ru

...