Лесоводственная эффективность минерализации почвы в условиях сосняка зеленомошного-ягодникового подзоны Северной тайги

Размещено на http://www.allbest.ru/

17

ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ СОСНЯКА ЗЕЛЕНОМОШНО-ЯГОДНИКОВОГО ПОДЗОНЫ СЕВЕРНОЙ ТАЙГИ

Башагуров К.А., Белов Л.А., Залесова Е.С., Залесов С.В.

Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

Аннотация

Проанализированы количественные и качественные показатели подроста при проведении минерализации почвы на вырубке после рубки спелых и перестойных насаждений с последующим лесовозобновлением. Установлено, что минерализация почвы бульдозером в условиях сосняка зеленомошно-ягодниковогоподзоны северной тайги Ханты-Мансийского автономного округа - Югры обеспечивает формирование сосновых молодняков без создания лесных культур.

Ключевые слова: сплошнолесосечная рубка, подзона северной тайги, лесовозобновление, минерализация почвы, подрост, сосна обыкновенная.

Abstract

FORESTRY EFFICIENCY OF SOIL MINERALIZATION UNDER CONDITIONS OF PLEUROCARPOUS MOSS BLUEBERRY PINE FOREST IN NORTHERN TAIGA SUBZONE

Bashagurov K.A., Belov L.A., Zalesova E.S., Zalesov S.V.

Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia

The authors analyzed quantitative and qualitative indicators of new growth during the mineralization of soil in the felling after logging of ripe and overripe plantings with subsequent reforestation. It was established that mineralization of the soil with a bulldozer under the conditions of pleurocarpous moss blueberry pine forests in the northern taiga subzone of the Khanty-Mansiysk Autonomous District - Yugra ensures the formation of young pine trees without creating forest crops.

Keywords: clear-felling, northern taiga subzone, reforestation, soil mineralization, undergrowth, Scots pine.

минерализация почва вырубка сосна тайга

Одним из основных антропогенных факторов оказывающих влияние на лесные насаждения являются рубки. При этом в практике лесопользования уже более 100 лет абсолютно доминируют сплошнолесосечные рубки. Последние, в свою очередь, в соответствии с действующими нормативными документами, делятся на рубки с предварительным и последующим лесовосстановлением. В первом случае для успешного лесовосстановления вырубок достаточно сохранить в процессе проведения лесосечных работ имеющийся подрост предварительной генерации. Многочисленные исследования, выполненные в различных регионах страны, наглядно показали наличие подроста предварительной генерации под пологом спелых и перестойных насаждений различных формаций [1], [4], [5].

Именно подрост предварительной генерации создает условия для переформирования производных мягколиственных насаждений в коренные хвойные [6], [7], [8] и позволяет сформировать высокопроизводительные хозяйственно-ценные молодняки на вырубках, не прибегая к искусственномулесовосстановлению [9], [10].

В насаждениях, где подрост отсутствует, сплошнолесосечные рубки планируются с последующим лесовосстановлением. При этом в качестве способа лесовосстановления планируется либо создание лесных культур, либо проведение мер содействия естественномулесовозобновлению. В различных литературных источниках отмечается как преимущество искусственных насаждений над естественными, так и обратная картина [11], [12].

Особо следует отметить, что создание лесных культур требует значительно больших трудовых и финансовых затрат по сравнению с мерами содействия естественному лесовосстановлению, в частности с минерализацией почвы. Не случайно правильный выбор способа лесовосстановления является одним из направлений повышения продуктивности лесов [13], [14].

В то же время в научной литературе до настоящего времени недостаточно данных о лесоводственной эффективности различных мер содействия естественному лесовозобновлению. Не является исключением в этом плане и подзона северной тайги. Последнее определило направление наших исследований.

Цель работы - установление лесоводственной эффективности минерализации почвы в условиях сосняка зеленомошно-ягодниковогоподзоны северной тайги Ханты-Мансийского автономного округа - Югры.

Объекты и методика исследований

Объектом исследований служили вырубки, сформировавшиеся после сплошнолесосечных рубок с последующим лесовосстановлением в сосняках зеленомошно-ягодникового типа леса Хуранского участкового лесничества Няксимвольского лесничества Ханты-Мансийского автономного округа - Югры (ХМАО-Югры). В соответствии с действующим лесохозяйственным районированием [15] территория района исследований относится к Западно-Сибирскому северо-таежному равнинному лесному району.

В 2019 г. были обследованы вырубки, на которых в 2013 и 2014 гг. производилась минерализация почвы отвалом бульдозера. В процессе выполнения работ по минерализации порубочные остатки сгребались бульдозером в центр трелевочного волока с обеих его сторон. При этом ширина вала перемешанных с почвой порубочных остатков составляла 3-4 м при высоте 1,5-2,0 м и ширине минерализованных полос 2,1-2,2 м (рис. 1). Общая площадь минерализованной поверхности вырубки при этом составляла 30-35%.

Особо следует отметить, что все вырубки характеризовались близкими лесорастительными условиями и ровным рельефом. Последнее особенно важно, поскольку использование бульдозера при минерализации почвы на склонах может вызвать эрозию почвы. Рубка древостоев производилась в зимний период, что создало возможность сохранения на пасеках между волоками тонкомера и подроста. К сожалению, количества последнего было недостаточно для проектирования рубок с предварительным лесовозобновлением. Ширина вырубок составляла 200 м, что обеспечивало налет семян от стен примыкающих древостоев.

Учет естественного лесовосстановления проводился методом учетных площадок размером 2 Ч 2 м на минерализованных полосах [16], [17], [19]. На каждой из четырех обследованных вырубок закладывалось по 50 учетных площадок через равные расстояния. В пределах каждой учетной площадки выполнен сплошной перечет подроста, с подразделением его по породам, высоте и жизненному состоянию.

Рис. 1 - Внешний вид вырубок с минерализацией почвы, выполненной бульдозером

В лабораторных условиях установлены количественные показатели подроста и выполнен перерасчет его на крупный. При этом для мелкого подроста использовался коэффициент 0,5, среднего - 0,8 и крупного 1 [17].

Результаты и обсуждение

Обработка собранных материалов позволила установить основные таксационные показатели подроста, сформировавшегося на минерализованной части вырубки (табл. 1).

Материалы таблицы наглядно свидетельствуют о высокой эффективности минерализации почвы в условиях сосняка зеленомошно-ягодникового. Спустя 4-5 лет после проведения работ по минерализации количество жизнеспособного подроста сосны варьируется от 21833 до 42500 шт/га. Поскольку период между минерализацией почвы и проведением исследований составлял всего 4 и 5 лет на участках минерализации имеют место лишь всходы, а также мелкий и средний подрост. Другими словами, отсутствует подрост высотой более 1,5 м. При этом средняя высота мелкого и среднего подроста спустя 5 лет после минерализации составляет 34 ± 0,5 и 101 ± 3,7 см, соответственно.

Таблица 1 - Характеристика подроста на минерализованной части вырубки

В то время как спустя 4 года после минерализации средние высоты мелкого и среднего подроста составляют 28 ± 0,3 и 76 ± 1,5 см. Помимо жизнеспособного подроста сосны на вырубках имеет место подрост лиственницы в количестве до 2750 шт/га. Другими словами, на минерализованных участках вырубок наблюдается интенсивное накопление подроста (рис. 2 и 3).

Успешность минерализации почвы во многом объясняется правильностью ее проведения. При проведении работ было обеспечено сплошное удаление порубочных остатков и живого напочвенного покрова, что исключило зависание семян и выпадение их на минеральный слой и почвы.

Рис. 2 - Внешний вид участка минерализации на ПП-1

Рис. 3 - Внешний вид участка минерализации вырубки (ПП-2)

Особо следует отметить, что перемешивание порубочных остатков на трелевочных волоках с почвой привело к их интенсивной деструкции и появлению всходов хвойных пород на трелевочном волоке. Известно, что максимальное количество подроста предварительной генерации, если таковой имеется, сохраняется в середине пасек между трелевочными волоками. Выполненная минерализация почвы, напротив, приурочена к трелевочным волокам, что позволяет надеяться на сохранение подроста предварительной генерации.

Для района исследований Правилами лесовосстановления [17] установлены следующие требования для перевода их в категорию молодняков, т.е. в покрытую лесной растительностью площадь: возраста подроста 10 лет, количество деревьев главных пород не менее 1,7 тыс. шт/га и средняя высота и менее 0,8 м. Выполненные нами исследования показали, что количество подроста сосны в пересчете на крупный через 5 лет после проведения работ по минерализации составляет от 14,3 до 21,9 тыс. шт/га, а спустя 4 года 11,4-16,7 тыс. шт/га. Даже с учетом того, что площадь минерализации составляет 30-35% от общей площади вырубки количество жизнеспособного подроста хвойных пород в пересчете на крупный спустя 4 года после проведение работой по минерализации составляет 3,5-5,1 тыс. шт/га, а спустя 5 лет после минерализации 4,5-7,2 тыс. шт/га. Таким образом, спустя 4-5 лет после проведения минерализации бульдозером в условиях подзоны северной тайги ХМАО-Югры количества жизнеспособного подроста сосны и лиственницы вполне достаточно для перевода вырубок в покрытую лесной растительностью площадь.

Анализ искусственных насаждений показал, что густота создания лесных культур в районе проведения исследований составляет 4,0 тыс. шт/га. При этом средняя приживаемость по Хуранскому участковому лесничеству равняется 30%. Другими словами, уже через год после посадки густота лесных культур не превышает в среднем 1,1 тыс. шт/га, что значительно ниже показателей густоты подроста сосны и лиственницы спустя 4-5 лет после проведения работ по минерализации почвы.

Особо следует отметить, что сдирание в процессе минерализации живого напочвенного покрова в полосах шириной 2,1-2,2 м создает условия для появления самосева в течение длительного периода. Появление всходов сосны и лиственницы продолжается, что обеспечивает накопление подроста и повышение показателей его встречаемости.

В первые 5 лет после проведения работ по минерализации почвы бульдозером мягколиственные породы не оказывают отрицательного влияния на подрост хвойных пород, поскольку практически не обгоняют их в росте по причине семенного происхождения и относительно невысокой доле в составе подроста. В то же время в будущем следует запланировать рубки ухода в молодняках с целью снижения доли лиственных пород в составе формирующихся насаждений.

Выводы

1. В условиях сосняка зеленомошно-ягодникового минерализация почвы бульдозером на вырубках обеспечивает накопление подроста сосны и лиственницы.

2. При минерализации 30-35% площади вырубки уже через 5 лет количество подроста хвойных пород достаточно для перевода ее в покрытую лесной растительностью площадь.

3. Подрост сосны характеризуется высокими показателями встречаемости, что также свидетельствует о высокой лесоводственной эффективности минерализации почвы.

4. Доля березы в составе подроста в первые 5 лет после минерализации почвы не превышает 30% по густоте. Однако в будущем следует планировать рубки ухода для снижения ее доли в составе формирующихся насаждений.

5. Сгребание живого напочвенного покрова, верхнего горизонта почвы и порубочных остатков на трелевочные волока способствует ускорению процессов деструкции древесины и биологического круговорота питательных элементов.

6. Создание лесных культур в условиях сосняка зеленомошно-ягодниковогоподзоны северной тайги нецелесообразно, поскольку значительно эффективнее заменить их минерализацией почвы с использованием бульдозера.

Список литературы / References

1.Дебков Н.М. Обеспеченность осинников средней тайги подростом предварительной генерации (на примере Томской области) / Н.М. Дебков, С.В. Залесов, А.С. Оплетаев // Аграрный вестник Урала, 2015. № 12 (142). С. 48-53.

2.Ведерников Е.А. Обеспеченность подростом спелых и перестойных темнохвойных насаждений Пермского края / Е.А. Ведерников, С.В. Залесов, Е.С. Залесова, А.Г. Магасумова, О.В. Толкач // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 32-42 (Изв. высш. учеб.заведений). DOI: 10.17238/issn. 0536-1036. 2019. 3.32.

3.Залесова Е.С. Обеспеченность спелых и перестойных светлохвойных насаждений Западно-Уральского таежного лесного района подростом предварительной генерации / Е.С. Залесова, С.В. Залесов, Г.Г. Терехов, О.В. Толкач, Н.А. Луганский, Д.А. Шубин // Успехи современного естествознания, 2019. № 1. С. 39-44.

4.Калачев А.А. Качество подроста пихты сибирской под пологом пихтовых и березовых насаждений Рудного Алтая / А.А. Калачев, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2014. № 4 (122). С. 64-67.

5.Данчева А.В. Динамика естественного возобновления под пологом сосновых насаждений Казахского мелкосопочника / А.В. Данчева, С.В. Залесов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета, 2013. № 3 (27). С. 126-128.

6.Оплетаев А.С. Переформирование производных мягколиственных насаждений в лиственничники на Южном Урале / А.С. Оплетаев, С.В. Залесов. - Екатеринбург: Урал.гос. лесотехн. ун-т, 2014. 178 с.

7.Казанцев С.Г. Оптимизация лесопользования в производных березняках Среднего Урала / С.Г. Казанцев, С.В. Залесов, А.С. Залесов. - Екатеринбург: Урал.гос. лесотехн. ун-т, 2006. 156 с.

8.Абрамова Л.П. Рубки обновления и переформирования в лесах Урала / Л.П. Абрамова, С.В. Залесов, С.Г. Казанцев, Н.А. Луганский, А.Г. Магасумова. - Екатеринбург: Урал.гос. лесотехн. ун-т, 2007. 264 с.

9.Залесов С.В. Естественноелесовосстановление на вырубках Тюменского севера / С.В. Залесов, Е.П. Платонов, К.И. Лопатин, Г.А. Годовалов // ИВУЗ «Лесной журнал», 1996. № 4-5. С. 51-58.

10.Калачев А.А. Лесоводственная эффективность сплошнолесосечных рубок в пихтовых лесах Рудного Алтая / А.А. Калачев, Т.А. Архангельская, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2014. № 4 (122). С. 60-63.

11.Залесов С.В. Рост и продуктивность сосняков искусственного и естественного происхождения. / С.В. Залесов, А.Н. Лобанов, Н.А. Луганский. - Екатеринбург: Урал.гос. лесотехн. ун-т, 2002. 112 с.

12.Залесов С.В. Опыт создания лесных культур на солонцах хорошей лесопригодности / С.В. Залесов, О.В. Толкач, И.А. Фрейберг, Н.Ф. Черноусова // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 9. С. 42-47.

13.Залесов С.В. Научное обоснование системы лесоводственных мероприятий по повышению продуктивности сосновых лесов Урала: Дис. … д-ра с.-х. наук. Екатеринбург, 2000. 380 с.

14.Луганский Н.А. Повышение продуктивности лесов / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, В.А. Щавровский. - Екатеринбург: УЛТИ, 1995. 297 с.

15.Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации: Утв. Приказом Минприроды России от 18.08.2014 г. № 367. www.consultant.ru

16.Побединский А.В. Изучение лесовосстановительных процессов / А.В. Побединский. - М.: Наука, 1966. 64 с.

17.Правила лесовосстановления: Утв. Приказом Минприроды России от 25.03.2019 г. № 188. www.consultant.ru.

18.Фомин В.В. Методика оценки густоты подроста и древостоев при зарастании сельскохоязйственных земель древесной растительностью с использованием космических снимков высокого пространственного разрешения / В.В. Фомин, С.В. Залесов, А.Г. Магасумова // Аграрный вестник Урала, 2015. № 1 (191). С. 25-29.

19.Бунькова Н.П. Основы фитомониторинга / Н.Б. Бунькова, С.В. Залесов, Е.С. Залесова, А.Г. Магасумова, Р.А. Осипенко. - Екатеринбург: Урал.гос. лесотехн. ун-т, 2020. 90 с.

Список литературы на английском языке / ReferencesinEnglish

1.Debkov N.M. Obespechennost' osinnikovsredneytaygipodrostompredvaritel'noygeneratsii (naprimereTomskoyoblasti) [Provision of aspen forests in the middle taiga with undergrowth of preliminary generation (on the example of Tomsk Oblast)] / N.M. Debkov, S.V. Zalesov, A.S. Opletaev // AgrarnyyvestnikUrala [Agrarian Bulletin of the Urals]. - 2015. - No. 12 (142). - P. 48-53. [inRussian]

2.Vedernikov E.A. Obespechennost' podrostomspelykhiperestoynykhtemnokhvoynykhnasazhdeniyPermskogokraya [Provision of undergrowth of ripe and overripe dark coniferous plantings of the Perm Territory] / E.A. Vedernikov, S.V. Zalesov, E.S. Zalesova, A.G. Magasumova, O.V. Pusher // Lesnoyzhurnal [Forestry. Journal] - 2019. - No. 3. - P. 32-42 (Bul. of Higher educational institutions). DOI: 10.17238 / issn. 0536-1036. 2019.3.32. [inRussian]

3.Zalesova E.S. Obespechennost' spelykhiperestoynykhsvetlokhvoynykhnasazhdeniyZapadno-Ural'skogotayezhnogolesnogorayonapodrostompredva-ritel'noygeneratsii [Provision of ripe and overripe light coniferous plantings of the West Ural taiga forest region with undergrowth of preliminary generation] / E.S. Zalesova, S.V. Zalesov, G.G. Terekhov, O.V. Pusher, N.A. Lugansk, D.A. Shubin // Uspekhisovremennogoyestestvoznaniya [Successes in the modern natural sciences], 2019. - No. 1. - P. 39-44. [inRussian]

4.Kalachev A.A. Kachestvopodrostapikhtysibirskoy pod pologompikh-tovykhiberezovykhnasazhdeniyRudnogoAltaya [Quality of Siberian fir undergrowth under the canopy of fir and birch plantations of the Rudny Altai] / A.A. Kalachev, S.V. Zalesov // AgrarnyyvestnikUrala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2014. - No. 4 (122). - P. 64-67. [inRussian]

5.Dancheva A.V. Dinamikayestestvennogovozobnovleniya pod pologomsosnovykhnasazhdeniyKazakhskogomelkosopochnika [Dynamics of natural regeneration under the canopy of pine plantations of the Kazakh small hills] / A.V. Dancheva, S.V. Zale-sov // VestnikBashkirskogogosudarstvennogoagrarnogouniversiteta [Bulletin of the Bashkir State Agrarian University], 2013. - No. 3 (27). - P. 126-128. [inRussian]

6.Opletaev A.S. Pereformirovaniyeproizvodnykhmyagkolistvennykhnasazhdeniy v listvennichnikinaYuzhnomUrale [Reformation of derivatives of deciduous plantings into larch trees in the Southern Urals] / A.S. Opletaev S.V. Zalesov. - Yekaterinburg: Ural. state forest engineering univ., 2014.178 p. [in Russian]

7.Kazantsev S.G. Optimizatsiyalesopol'zovaniya v proizvodnykhbereznya-kakhSrednegoUrala [Optimization of forest use in derivatives of birch trees of the Middle Urals] / S.G. Kazantsev, S.V. Zalesov, A.S. Zalesov. - Yekaterinburg: Ural. state forest engineering univ., 2006.156 p. [in Russian]

8.Abramova L.P. Rubkiobnovleniyaipereformirovaniya v lesakhUrala [Cutting renovation and reformation in the forests of the Urals] / L.P. Abramova, S.V. Zalesov, S.G. Kazantsev, N.A. Lugansk, A.G. MagasuMova. - Yekaterinburg: Ural. state forest engineering univ. - 2007. - 264 p. [in Russian]

9.Zalesov S.V. YestestvennoyelesovosstanovleniyenavyrubkakhTyumenskogosevera [Natural reforestation in felling of Tyumen North] / S.V. Zalesov, E.P. Platonov, K.I. Lopatin, G.A. Godovalov // Lesnoyzhurnal [Forestry Journal], 1996. - No. 4-5. - P. 51-58. [inRussian]

10.Kalachev A.A. Lesovodstvennayaeffektivnost' sploshnolesosechnykhrubok v pikhtovykhlesakhRudnogoAltaya [Silvicultural efficiency of clear-cutting operations in fir forests of the Rudny Altai] / A.A. Kalachev, T.A. Arkhangelskaya, S.V. Zalesov // AgrarnyyvestnikUrala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2014. - No. 4 (122). - P. 60-63. [inRussian]

11.Zalesov S.V. Rostiproduktivnost' sosnyakoviskusstvennogoiyestestvennogoproiskhozhdeniya [Growth and productivity of artificial and natural pine forests] / S.V. Zalesov, A.N. Lobanov, N.A. Luganskiy. - Yekaterinburg: Ural. state forest engineering univ., 2002. 112 p. [inRussian]

12.Zalesov S.V. Opytsozdaniyalesnykhkul'turnasolontsakhkhorosheylesoprigodnosti [Experience in creating forest crops on solonetzes of good forest suitability] / S.V. Zalesov, O.V. Tolkach, I.A. Freiberg, N.F. Chernousova // Ekologiyaipromyshlennost' Rossii [Ecology and Industry of Russia]. - 2017. - V. 21. - No. 9. - P. 42-47. [inRussian]

13.Zalesov S.V. Nauchnoyeobosnovaniyesistemylesovodstvennykhmero-priyatiypopovysheniyuproduktivnostisosnovykhlesovUrala [Scientific substantiation of forestry system measures to increase the productivity of pine forests of the Urals]: Thesis of PhD in Agriculture. Yekaterinburg, 2000. - 380 p. [inRussian]

14.Lugansky N.A. Povysheniyeproduktivnostilesov [Increasing forest productivity] / N.A. Lugansk, S.V. Zalesov, V.A. Schavrovsky. - Yekaterinburg: USFEU, - 1995. - 297 p. [in Russian]

15.Ob utverzhdeniiPerechnyalesorastitel'nykhzonRossiyskoyFede-ratsiiiPerechnyalesnykhrayonovRossiyskoyFederatsii [On approval of the List of forest growing zones of the Russian Federation and the List of forest regions of the Russian Federation]: Approved by order of the Ministry of Natural Resources of Russia dated August 18, 2014 - No. 367. www.consultant.ru [in Russian]

16.Pobedinsky A.V. Izucheniyelesovosstanovitel'nykhprotsessov [Study of reforestation processes] / A.V. Pobedinsky. - M.: Nauka, - 1966. - 64 p. [in Russian]

17.Pravilalesovosstanovleniya [Rules of reforestation]: Approved by order of the Ministry of Natural Resources of Russia dated March 25, 2019 - No. 188. www.consultant.ru. [in Russian]

18.Fomin V.V. Metodikaotsenkigustotypodrostaidrevostoyevprizarastaniisel'skokhoyazystvennykhzemel' drevesnoyrastitel'nost'yu s is-pol'zovaniyemkosmicheskikhsnimkovvysokogoprostranstvennogorazresheniya [Methodology for assessing density of undergrowth and forest stands when agricultural lands are overgrown with woody vegetation using space images of high spatial resolution] / V.V. Fomin, S.V. Zalesov, A.G. Magasumova // AgrarnyyvestnikUrala [Agrarian Bulletin of the Urals], - 2015. - No. 1 (191). - P. 25-29. [inRussian]

19.Bunkova N.P. Osnovyfitomonitoringa [Fundamentals of Phytomonitoring] / N.B. Bunkova, S.V. Hall-owls, E.S. Zalesova, A.G. Magasumova, R.A. Osipenko. - Yekaterinburg: Ural. state forest engineering univ., - 2020. - 90 p. [in Russian]

Размещено на Allbest.ru