Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Байкальский государственный университет экономики и права

Факультет экономики предприятия и управления бизнесом

Кафедра экономики и управления бизнесом

Диссертация на соискание академической степени

магистра Лесного дела

ПРОБЛЕМЫ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСКУССТВЕННОГО ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ

Научный руководитель:

Русецкая Генриетта Денисовна

Иркутск 2013 г

Оглавление

Введение

1. Теоретические и практические аспекты лесовосстановления

1.1 Лесные ресурсы России

1.2 Основные проблемы лесовосстановления

1.3 Воспроизводство лесов на землях лесного фонда Иркутской области

1.4 Опыт искусственного лесовосстановления в странах Западной Европы

1.5 Опыт выращивания посадочного материала в России

1.6 Выращивание посадочного материала в лесных питомниках

1.6.1 Заготовка семян

1.6.2 Способы обработки семян

1.6.3Способы обработки почвы

1.6.4 Посев

1.6.5 Агротехнические уходы в питомнике

2. Воспроизводство лесов в Усольском лесничестве Иркутской области

2.1 Краткая характеристика Усольского лесничества

2.2 Природно-климатические условия

2.3 Характеристика лесного фонда

2.4 Способы лесовосстановления в лесничестве

2.4.1 Выращивание сеянцев сосны с ОКС в Мегетском питомнике

2.5 Технология выращивания сеянцев в открытом грунте

3. Основные рекомендации по выращиванию посадочного материала в Мегетском питомнике Усольского лесничества

3.1 Выращивание сеянцев сосны с ЗКС в Мегетском питомнике

3.2 Мероприятия по улучшению условий выращивания посадочного материала

3.3 Преимущества и недостатки технологии выращивания ПМЗК (посадочного материала с закрытой корневой системой)

Заключение

Список используемой литературы

Приложение 1. Распределение покрытых лесом земель по группам типов леса и преобладающей породе

Приложение 2. Биометрические показатели сеянцев сосны

лес земля сосна грунт

Введение

Развитие лесного хозяйства базируется на фундаментальных и прикладных исследованиях, направленных на разработку экологически безопасных природоохранных систем ведения лесного хозяйства, обеспечивающих не истощительное использование лесных ресурсов и их своевременное воспроизводство. Лес является незаменимым источником жизнеобеспечения, возобновляемым энергетическим сырьем. Одной из важных проблем лесного хозяйства России является воспроизводство в кратчайшие сроки лесных ресурсов хозяйственно ценными породами и повышение продуктивности древостоя.

Актуальность темы исследования. Естественное возобновление лесных насаждений характеризуется недостаточной эффективностью. Это вызывает необходимость проведения работ по искусственному лесовосстановлению на больших площадях.

Непрерывно возрастающий объем лесовосстановительных мероприятий требует большого количества посадочного материала древесных и кустарниковых пород. Создание искусственных лесных насаждений позволяет выращивать высокопродуктивные насаждения необходимого видового состава и определенного целевого назначения, сократить лесовосстановительный период хозяйственно ценными породами, целенаправленно преобразовать ландшафт.

Для этого необходимо развитие питомнической базы для выращивания качественного посадочного материала и создание оптимальных условий для его выращивания. Это даст возможность получить нормативный выход стандартного посадочного материала с единицы площади, обеспечить высокую приживаемость. Выращивание искусственных лесных насаждений может быть успешным только при выполнении комплекса научно обоснованных мероприятий, обеспечивающих оптимальные экологические условия на всем протяжении лесокультурного производства. При этом все лесокультурные мероприятия должны проводиться с учетом того, что семена, посадочный материал и лесные культуры являются саморегулирующимися, самонастраивающимися биологическими системами, чутко реагирующими на изменение условий внешней среды. Эта проблема актуальна как для всего лесного хозяйства страны, так и для каждого региона.

Исходя из выше сказанного, изучение опыта выращивания посадочного материала в Мегетском питомнике Усольского лесничества, изучение факторов влияющих на сеянцы, а также и предлагаемые мероприятия, направленные на улучшение ситуации, являются своевременными. В связи с необходимостью проведения работ по искусственному лесовосстановлению на больших территориях, использование технологии выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой в питомниках является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является изучение теоретических и практических проблем лесовосстановления и выращивания посадочного материала с использованием технологии выращивания сеянцев в лесном питомнике Усольского лесничества, для достижения поставленной цели необходимо:

- определить региональные особенности лесовосстановления Иркутской области;

- выявить основные недостатки регионального лесовосстановления;

- обосновать необходимость улучшения методов выращивания посадочного материала в Мегетском питомнике Усольского лесничества;

- сформулировать задачи, рекомендации и направления по улучшению условий выращивания посадочного материала.

Предметом исследования являются технологии выращивания посадочного материала сосны обыкновенной в Мегетском питомнике Усольского лесничества.

Объектом исследования является лесной питомник Усольского лесничества для выращивания посадочного материала.

Теоретическими и методологическими основами диссертации являются Лесной кодекс РФ, Приказы министерства природных ресурсов, Указания Федеральной службы лесного хозяйства России, Постановления Правительства Иркутской области, Постановления Законодательного собрания Иркутской области, распоряжения Агентства лесного хозяйства Иркутской области, а также результаты предыдущих исследований

Практическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что предлагаемые мероприятия позволят улучшить технологические параметры питомника и могут быть использованы при проектировании работ по выращиванию посадочного материала сосны обыкновенной в теплицах с закрытой корневой системой.

Основные результаты исследования. Новизна представляемой к защите магистерской диссертации состоит в рекомендациях по улучшению выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой в теплицах Мегетского питомника. В процессе работы были получены следующие результаты:

- определены региональные особенности лесовосстановления Иркутской области;

- выявлены основные недостатки лесовосстановления;

- подтверждена необходимость улучшения методов выращивания посадочного материала в Мегетском питомнике Усольского лесничества;

- сформулированы задачи и направления по улучшению условий выращивания посадочного материала;

- разработаны рекомендации по эффективному выращиванию посадочного материала с ЗКС в теплицах питомника.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и предложений, списка использованных источников. Содержание работы изложено на - страницах текста, включает 32 рисунка, 15 таблицы. Библиографический список включает 32 источника.

1. Теоретические и практические аспекты лесовосстановления

1.1 Лесные ресурсы России

Одним из важнейших природных ресурсов являются леса, которые имеют большое экологическое значение, служат источником кислорода, древесного сырья и других лесных продуктов. Это один из возобновляемых природных ресурсов, которые удовлетворяют множественные потребности промышленности, общества и выполняют важнейшие средообразующие и средозащитные функции. На всех этапах развития лесного хозяйства организация устойчивого управления лесами, их многоцелевое, непрерывное и неистощительное использование являлись стратегически важной задачей [4].

Основным направлением лесопользования является заготовка древесины, с чем связано возникновение экологических проблем в зонах массовых работ. Заготовка древесины может повлечь за собой такие последствия, как замену коренных лесов вторичными, которые в свою очередь, являются менее ценными, а зачастую и менее продуктивными. Рубка лесов является причиной возникновения экологических и экономических изменений в регионах исчезновения леса. Наиболее негативные проявления наблюдаются в тех случаях, когда объем вырубок превосходит объем леса, произрастающего за год (переруб древесины). Однако неблагоприятным явлением считается и недоруб, возникающий при рубках, отстающих по темпам от темпов прироста древесины. Это приводит к снижению продуктивности леса, его старению, заболеванию деревьев. [5]

Россия - страна с огромным запасом лесных ресурсов. Лесные ресурсы России считаются одними из богатейших ресурсов в мире. Площадь лесного фонда и лесов, не входящих в лесной фонд, превышает в Российской Федерации 1180 млн. га. Лесные ресурсы РФ представлены тремя основными категориями, которые в целом занимают 645,9 млн. га, или 89,9% всей покрытой лесом площади (рис. 1.1):

- хвойные (сосна, кедр, ель, пихта, лиственница) - 508,7 млн. га (70,8%);

- мягколиственные (береза, осина, липа, тополь, ива, ольха) - 119,7 млн. га (16,7%).

Рис. 1.1. Лесные ресурсы России

Огромные запасы лесных ресурсов имеются в регионах таежной зоны (Иркутская область, Красноярский край, центральная часть Хабаровского края, в Европейской части страны - Костромская и Новгородская области). К северу и югу от центральной части распределения лесных ресурсов страны наблюдается резкое снижение запасов древесины [6].

Лесная отрасль была и остаётся одним из важнейших, приоритетных направлений развития экономики Прибайкалья и всей страны в целом.

В Иркутской области леса занимают значительные территории и составляют сырьевую основу развития лесозаготовительной и деревообрабатывающей отраслей промышленности [7]. По данным агентства лесного хозяйства Иркутской области по объемам заготовки древесины Иркутская область занимает 1-е место среди субъектов Российской Федерации. Запас древесины составляет 9,1 млрд. куб.м, из них 5 млрд. куб.м - спелые и перестойные насаждения. Пригодные к рубке лесные массивы размещены по территории Иркутской области крайне неравномерно. В местах традиционных лесозаготовок вдоль транссибирской железнодорожной магистрали, вокруг Братского водохранилища лесосырьевые ресурсы истощены. И, наоборот, в северных и восточных районах Иркутской области лесоэксплуатация развита.

Рис. 1.2. Распределение лесов на землях лесного фонда Иркутской области

Недостаточно, здесь наблюдается преобладание спелых и перестойных насаждений (рис. 1.2). Освоение расчетной лесосеки в 2009 году составило 27,4%, а в 2010 году - 31,4 %. [8]

Сохранение лесной экосистемы, особенно при промышленных рубках является одной из важнейших задач лесного хозяйства. А важной проблемой - является воспроизводство в кратчайшие сроки лесных ресурсов хозяйственно ценными породами и повышение продуктивности древостоя.

Развитие лесного хозяйства в Иркутской области и по России в целом, базируется на фундаментальных и прикладных исследованиях, направленных на разработку экологически безопасных природоохранных систем ведения хозяйства, обеспечивающих максимальное и вместе с тем не истощительное использование лесных ресурсов и их своевременное воспроизводство.

1.2 Основные проблемы лесовосстановления

Непрерывно возрастающий объем лесокультурных и лесовосстановительных работ требует большого количества посадочного материала древесных и кустарниковых пород. Вместе с тем естественное возобновление после рубки задерживается или совсем отсутствует. Все это вызывает необходимость проведения лесовосстановительных работ на больших площадях.

Недопустимо низкой остается доля заготавливаемых семян лесных пород с ценными наследственными свойствами. Доля лесных культур, создаваемых посадочным материалом, выращенным из сортовых и улучшенных семян лесных растений, не превышает 1 % от общей площади их создания. В ряде районов Иркутской области, где сосредоточены значительные площади не покрытых лесной растительностью земель, имеет место дефицит районированных семян.

Устранение перечисленных проблем возможно только на основе системного подхода, требующего разработки комплекса мероприятий, взаимоувязанных по финансовым, материальным и организационным ресурсам, реализуемых на основе программно-целевого метода планирования бюджетных расходов [4].

Ситуация по обеспечению воспроизводства лесов посевным и посадочным материалом в значительной мере усугубляется состоянием соответствующей технологической инфраструктуры, машин и механизмов работающих на питомниках.

Возобновление леса - восстановление основного компонента леса, т.е. древесной растительности, вслед за которой появляются и другие, характерные для него компоненты -- напочвенный покров, подлесок, грибная и бактериальная флора и т.д. В практике возобновление леса оценивается по наличию и характеру молодого поколения древесных растений (всходы, самосев, сеянцы, подрост, саженцы, поросль), их количеству, размещению, распределению по породам, состоянию и т д.

Лесовосстановление осуществляется путем естественного, искусственного или комбинированного восстановления лесов [1].

Естественное лесовосстановление (возобновление) -- не только стихийно протекающий процесс самовозобновления, но и процесс управляемый; поэтому естественное возобновление в лесном хозяйстве рассматривается как метод содействия естественному возобновлению и включает такие мероприятия, как сохранение подроста от повреждения при лесозаготовках, оставление семенных деревьев на вырубках, подготовка напочвенной среды и почвы, благоприятной для попадающих в них семян древесных растений. Естественное возобновление леса -- процесс прежде всего биологический, слагающийся из ряда этапов, начиная от образования пыльцы и оплодотворения и кончая формированием сомкнутого молодняка. В разных природных зонах возобновление имеет свои особенности (по срокам плодоношения, особенно по повторяемости семенных лет, по условиям произрастания семян, образования всходов и последующего формирования молодого поколения леса). Таким образом, возобновление леса -- явление не только биологическое, но и географическое. Поэтому, если учесть, что возобновление рассматривается в практике как метод лесовосстановления, применимость которого зависит не только от природно-географических, но и от экономико-географических условий и возможностей, то этот процесс как географическое явление приобретает большое практическое значение в современном лесоводстве [3].

Комбинированное (смешанное) возобновление представляет собой сочетание естественного и искусственного возобновления на одном и том же участке (семенное естественное возобновление в сочетании с посевом или посадкой, семенное естественное возобновление хвойных пород с порослевым возобновлением лиственных, порослевое возобновление лиственных пород с семенным возобновлением хвойных пород и т.д.) [3].

Искусственное возобновление производится посевом семян или посадкой саженцев. Выбор зависит от породы, природных условий, обеспеченности семенным и посадочным материалом, наличия средств механизации. В современном лесоводстве наблюдается постепенное увеличение посадок леса.

Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Правильный выбор способа возобновления зависит от места и времени. Искусственное возобновление проводят в первую очередь там, где не обеспечивается полноценное естественное возобновление. Соотношение естественного и искусственного возобновления в районах горных и равнинных, северных и южных и т.д., различное.

Возобновление леса разделяют в зависимости от проводимых рубок леса, на предварительное возобновление, т. е. возобновление, возникающее под пологом леса до рубки; сопутствующее возобновление, появляющееся также под пологом, но в результате влияния рубки (выборочной, постепенной), последующее возобновление, происходящее после сплошной рубки леса.

От возобновления надо отличать лесоразведение, т. е. выращивание леса на территориях, не занятых ранее лесом -- в степях, полупустынях и пустынях, на месте разработанных карьеров. [9]

Затянувшийся период реформирования лесного хозяйства привел к тому, что долгое время довольно острые проблемы восстановления лесов в России не получили должного внимания. Отсутствие необходимого контроля за арендаторами, которые, за редким исключением, не горят желанием вкладывать серьезные средства в эту работу. С тем, что система принуждения арендаторов к лесовосстановлению, основанная на одном «кнуте», показывает свою неэффективность, согласны и чиновники. Так, заместитель начальника отдела лесовосстановления Рослесхоза Александр Крылов признает, что при существующем порядке не все арендаторы соблюдают свои обязательства, пользуясь лазейками в законодательстве. Зачастую помогают им в этом лесные службы в регионах, не прописывая обязательства по восстановлению лесов в договорах аренды, своевременно не расторгая договора с недобросовестными арендаторами.

И не решенные пока что вопросы с многочисленными лесными пожарами, незаконными вырубками леса, бесконтрольным распространением возбудителей болезней леса привело к тому, что разрыв между потерями лесов и их восстановлению увеличивается с каждым годом.

Статистику, еще раз доказывающую этот факт, в конце 2011 года привел начальник Управления лесопользования и воспроизводства лесов Федерального агентства лесного хозяйства Александр Мариев. По его словам, в 2012 году работы по искусственному лесовосстановлению были выполнены на площади в 181,6 тысяч гектаров. Тогда как площадь лесов, вырубаемых сплошными рубками, или гибнущих от пожаров, вредителей и болезней, составляет примерно 2-4 млн. га в год. Таким образом, даже по официальным данным, площадь искусственного лесовосстановления в 2012 году в России составила лишь около четверти от среднегодовой площади сплошных рубок и всего 5-10% от среднегодовой площади вырубленных или погибших лесов в целом.

При этом из-за низкого качества лесокультурных работ и отсутствия последующего ухода основная часть высаженных лесных культур впоследствии гибнет. По данным Рослесхоза, за пятнадцать лет, с 1993 по 2007 г., в России было создано 3613,8 тыс. га лесных культур, погибло -- 1698,6 тыс. га (47%). «Реальная ситуация намного хуже», -- сообщает «Лесной форум» Гринпис, называя причиной этого то, что лесохозяйственные организации в России «новым законодательством превращены в бесправных временщиков-подрядчиков, выполняющих свои работы на основе краткосрочных контрактов и объективно не заинтересованных в результатах своего труда». Фактически 80-90% создаваемых сейчас лесных культур обречены на гибель из-за низкого качества посадочного материала, выполняемых работ и отсутствия перспектив дальнейшего ухода. «Таким образом, искусственное лесовосстановление в лучшем случае сможет компенсировать примерно один процент от убыли лесов в результате сплошных рубок, пожаров, вредителей и болезней -- остальные 99% будут восстанавливаться естественным путем, как придется и чем придется», -- резюмирует экологическая организация.

Но накопившиеся проблемы лесовосстановления связаны в значительной степени с недобросовестными арендаторами, и с несовершенным лесным законодательством страны. Как отметил тот же Александр Мариев, до сих пор не выстроена единая цепочка ответственности за лесовосстановительные работы. «Заготовка семян -- это федеральные полномочия, посадочный материал -- это коммерческая деятельность. Создание лесных культур -- переданные полномочия, если арендатор, то, соответственно, передано арендатору. Уход за лесными культурами точно так же -- это либо переданные полномочия, либо у арендатора. И перевод в покрытую лесом площадь -- это требование вообще носит только рекомендательный характер, причем документом 1989 года» [10].

Среди других нерешенных пока проблем -- состояние питомников. Как сообщал заместитель руководителя Федерального агентства лесного хозяйства Николай Кротов, в целом в России по сравнению с 2001 годом общее количество питомников сократилось в два с половиной раза, продуцирующая площадь сократилась более чем в пятнадцать раз. Такая ситуация, часто ведет к тому, что арендаторы, даже при желании выполнить возложенные на них лесовосстановительные работы, сталкиваются с дефицитом посадочного материала.

Решения этих и других проблем лесовосстановления Федеральное агентство лесного хозяйства намерено добиваться в наступившем 2013 году. Среди планов -- принять ряд изменений в Лесной кодекс, касающихся в частности передачи полномочий по лесному семеноводству в субъекты, передачи питомников в постоянное бессрочное пользование государственным учреждениям, введения мониторинга воспроизводства лесов и другие.

Кроме того, понятно, что необходима экономическая заинтересованность арендаторов в качественном лесовосстановлении. Это может быть снижение арендной платы за качественно восстановленные участки (при общем повышении ставок), привязка разрешенного объема пользования лесами к объему и качеству лесовосстановления или же другие решения. «То, чего раньше не было и к чему мы намерены прийти, -- это договорные отношения с арендаторами в части лесных культур и уходов. К сожалению, сейчас договоры вообще сами по себе слабые», - заметил Александр Мариев.[10].

1.3 Воспроизводство лесов на землях лесного фонда в Иркутской области

Законодательным Собранием Иркутской области в октябре 2007 года была утверждена областная государственная целевая программа "Воспроизводство лесов на землях лесного фонда в Иркутской области на 2008-2012 годы" [11].

Общая площадь земель лесного фонда, находящихся на территории Иркутской области, включая территорию Усть-Ордынского Бурятского округа (далее - земли лесного фонда), составляет 69 407,9 тыс. га.

Главными объективными факторами, влияющими на динамику изменения лесных пространств и характеристик древесных лесных ресурсов, являются лесные пожары и лесозаготовки. Значительный ущерб лесам также наносят энтомофаги, промышленные эмиссии, ураганные ветры, сильные снегопады, засухи и другие метеорологические и гидрологические аномалии.

Все эти факторы привели к появлению на территории Иркутской области не покрытых лесной растительностью земель лесного фонда общей площадью 2035,1 тыс. га, в том числе редин - 994,9 тыс. га, гарей - 500,3 тыс. га, погибших насаждений - 52,3 тыс. га, вырубок - 382,5 тыс. га, пустырей и прогалин - 43,3 тыс. га. (Рис. 1.3)

Не покрытые лесной растительностью земли лесного фонда находятся, в основном, вдоль транссибирской железнодорожной магистрали, вокруг Братского водохранилища.

Естественное возобновление на землях лесного фонда растянуто во времени и во многом зависит от лесорастительной зоны, типа леса, площади не покрытых лесной растительностью земель лесного фонда, способа рубки, технологии лесосечных работ, лесоводственных особенностей древесных пород и других факторов. На землях лесного фонда, на которых осуществлялась заготовка древесины, лесные насаждения рассредоточены неравномерно и представлены, главным образом, лиственными породами и расстроенными недорубами хвойных пород. Лес в этих местах практически утратил свои положительные качества, и функции на длительный период времени, в том числе водоохранные, климаторегулирующие, почвозащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные и другие.

Рис. 1.3. Фонд лесовосстановления Иркутской области на 01.01.2012 год

Также остро стоит проблема снижения доли хвойных древостоев по площади и по запасам древесины. Так, наиболее интенсивно эксплуатируются сосновые древостои, значительно меньше используется лесосырьевой потенциал других хвойных пород и крайне неудовлетворительно - лиственных пород, что ведет к накоплению малоценных лиственных пород и увеличению их доли в объеме расчетной лесосеки.

Сложившаяся в настоящее время технология лесозаготовок из-за применения крайне неэкологических лесозаготовительных машин, нарушающих гидрологический режим, разрушающих почву и уничтожающих подрост, приводит к обесцениванию лесов за счет нежелательной смены пород, снижению продуктивности, затягиванию сроков естественного возобновления.

Значительная часть не покрытых лесной растительностью земель недоступна для хозяйственного освоения без применения специальных технологий и выделения огромных финансовых и материально-технических ресурсов, а уровень технической оснащенности лесхозов не позволял широко внедрять прогрессивные технологии создания лесных культур, базирующиеся на комплексной механизации работ. Из-за отсутствия корчевальной и другой специальной техники лесные культуры не закладывались на раскорчеванных или расчищенных вырубках. В связи с этим большая часть культур создавалась по упрощенным технологиям, что является одной из причин их неудовлетворительного состояния и гибели.

В ряде лесничеств, где сосредоточены значительные площади не покрытых лесной растительностью земель лесного фонда, имеет место дефицит стандартного посадочного материала.

За последние 10 лет в среднем в год пожары охватывают около 78,7 тыс. га земель лесного фонда. На значительной площади вновь образующихся горельников также потребуется проведение лесовосстановительных мероприятий.

Повышение стоимости материально-технических ресурсов, необходимых для осуществления воспроизводства лесов, существенно увеличивает затраты на проведение работ по лесовосстановлению. Учитывая, что воспроизводство лесов является многоэтапным, длительным, последовательным процессом, выполнение мероприятий по воспроизводству лесов возможно в рамках областной государственной целевой программы "Воспроизводство лесов на землях лесного фонда в Иркутской области на 2008 - 2012 годы".

Основными этапами программы являлись:

- повысить качества и эффективности выполняемых мероприятий по воспроизводству лесов за счет тщательного соблюдения технологии лесокультурных работ, оптимизации породного состава создаваемых насаждений в соответствии с условиями их произрастания.

- увеличение объёмов лесовосстановительных работ и более широкое внедрение в практику достижений лесного семеноводства и научно обоснованных интенсивных технологий воспроизводства - создание лесных культур селекционно улучшенным посадочным материалом и посадочным материалом с закрытой корневой системой. Ответственным исполнителем программы является агентство лесного хозяйства Иркутской области.

Таким образом, сокращение не покрытых лесной растительностью земель лесного фонда, повышение лесистости, увеличение объема лесных ресурсов, улучшение породного состава лесов способствует динамичному развитию лесозаготовительной и лесоперерабатывающей промышленности, улучшению качества окружающей среды и др. [11]

Государство обратило внимание на проблему лесовосстановления. Только на федеральном уровне в этом году планируется принять ряд изменений в Лесном кодексе, касающихся в частности передачи полномочий по лесному семеноводству в субъекты, питомников -- в постоянное бессрочное пользование государственным учреждениям, введения мониторинга воспроизводства лесов и др. В 2011 году, в области впервые была применена технология мульчирования по утилизации неделового леса и кустарника. Эта практика, в соответствии с проектом программы, будет продолжена и в дальнейшем.

В 2012 году региональное правительство приняло программу «Поддержка и развитие лесного хозяйства на 2012-2016 гг.», направленную на сохранение лесов от пожаров и на лесовосстановление. В рамках нее, к примеру, предполагается увеличить количество выращиваемых саженцев с 440 тыс. штук до 4,1 млн., что позволило бы засадить лесом 1672 га.(1.4.)

Рис. 1.4. Искусственное и комбинированное лесовосстановление 2003-2012 г.г. Иркутской области

Однако этих мер, как признают эксперты отрасли, уже давно недостаточно. Причем, как для государства, так и для самого бизнеса. Как настаивает заместитель председателя исполкома межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» Виктор Луков, государство должно рассчитываться с предприятиями за восстановленные леса. «Иначе так и будет продолжаться ситуация, когда арендаторы чисто формально отчитываются о посеянных где-то там 5-6 га саженцев, а на самом деле ничего не восстанавливают. По данным областного правительства, площадь лесного фонда Иркутской области на 1 января 2012 года составляла 69,5 млн. га, тогда как лесом из них были покрыты только 63 млн. При этом разрыв между потерями лесов и их восстановлением, так же как и во всей России, увеличивается с каждым годом. Иркутская область является самым лесистым регионом Сибирского федерального округа и страны. А значит, большинство проблем, обозначенных на федеральном уровне, здесь также актуальны. В России исторически сложился экстенсивный метод ведения лесного хозяйства. Его основные принципы: формирование древостоя происходит естественным путем, воздействия на насаждения в ходе роста леса не производятся. [10]

1.4 Опыт искусственного лесовосстановления в странах Западной Европы

В странах Западной Европы, где и условия для лесовозобновления лучше, и законодательство строже, и лесная культура населения и лесопромышленников выше, искусственному лесовосстановлению уделяется гораздо больше внимание, чем в России, в основном расчет на естественные силы природы, то есть на естественное лесовосстановление, которое требует минимальных финансовых затрат.

В этом отношении интересен опыт Финляндии. Эта страна самая лесная страна Европы, так как леса покрывают 86 % земной поверхности страны. Общий прирост лесов Финляндии уже более 30 лет явно преобладает над объёмами заготовки, естественного отпада и других потерь. Лесные запасы определяют путём государственной инвентаризации, при этом, кроме запаса, прироста и товарности, учитывают также признаки, характеризующие биоразнообразие природной среды. Половина общего запаса древесины приходится на сосну. Следующими наиболее распространёнными лесными породами являются ель и берёза. На выращивании и использовании именно этих древесных пород базируются лесное хозяйство и лесная промышленность Финляндии. Важнейшими принципами лесоводства Финляндии являются устойчивость и приближение природы к её первозданному облику. Приданию лесной среде её первозданного облика способствует лесоводство, дублирующее природные процессы. Таким образом, обеспечиваются и экономическая выгода и социальная устойчивость лесоводства сведя к минимуму изменения в природном цикле. В стране существует такое понятие, как семейное лесохозяйство, так как леса, находящиеся в частной собственности семьи, переходят по наследству следующему поколению. Государство оказывает поддержку частным лесовладельцам. Процентное соотношение лесовладельцев в стране представлено на рисунке 1.5.

В основу лесной политики Финляндии легли понятия устойчивое лесное хозяйство и многоцелевое лесопользование. В 1886 г. В Финляндии был разработан первый закон о лесе, который запрещал уничтожение лесов и обязывал после рубки обеспечить восстановление леса. Лесная политика Финляндии основательно изменилась в 1990-х годах, когда понятие устойчивости лесного хозяйства приобрело новое значение и в один ряд с производством древесины встали вопросы экологической и социальной устойчивости [12].

Рис. 1.5. Лесовладельцы Финляндии

Финляндия также является активным участником международных отношений в области лесной политики Европейского Сообщества, Европы и мира. В Финляндии самая высокая в Европе доля лесного сектора в валовом национальном продукте, доля строго охраняемых, т.е. нетронутых лесов. Площадь лесных заповедников за 35 лет увеличилась в три раза, благодаря этому замедлилось или полностью остановилось исчезновение некоторых лесных разновидностей. Значение лесного хозяйства для финского общества велико, отношение людей к лесу широко проявляется в дискуссиях о лесе, а также в проводимой лесной политике, в частности, посредством национальных лесных программ и прочих политических инструментов[10].

Выращивание искусственных лесных насаждений может быть успешным только при выполнении комплекса научно обоснованных мероприятий, обеспечивающих оптимальные экологические условия на всем протяжении лесокультурного производства - от получения высококачественных семян до формирования хозяйственно ценных молодняков. При этом все лесокультурные мероприятия должны проводиться с учетом того, что семена, посадочный материал и лесные культуры являются саморегулирующимися, самонастраивающимися биологическими системами, чутко реагирующими на изменение условий внешней среды.

В настоящее время искусственное восстановление леса в мире и в России осуществляют, выращивая сеянцы необходимых пород в лесных питомниках в открытом грунте или в теплицах.

Значимость теплично-лесопитомнического комплекса (ТЛПК) в искусственном лесовосстановлении на сегодняшний день не вызывает сомнений. Это высокодоходное производство, обеспечивающее предприятия требуемым количеством семян и посадочного материала. Они могут выпускать продукцию практически круглый год, сочетая выращивание лесного и декоративного посадочного материала. Высокая мобильность его производства позволяет внедрять посадочный материал с закрытыми корнями (ПМЗК) в регионы с самыми разнообразными климатическими условиями [13]

В то же время создание насаждений сеянцами и саженцами с закрытыми корневыми системами является прогрессивным направлением в лесоводческой практике, озеленении, декоративном садоводстве и плодоводстве. Это направление связано с радикальными изменениями в агротехнике выращивания посадочного материала и значительными изменениями в технологии производства насаждений. За рубежом выращивание посадочного материала с закрытыми корневыми системами в опытных и производственных масштабах испытывается с конца 50-х годов и получило распространение в ряде стран. Метод с успехом внедряется в Германии, Австрии, Швейцарии, Финляндии, Франции, Англии, США. К настоящему времени разработано два способа промышленного производства посадочного материала с закрытыми корнями: выращивание сеянцев в контейнерах из торфа, бумаги, пластиков и пр., заделка корней уже выращенных сеянцев в специальный субстрат или контейнеры с субстратом [14]

В первом случае на постоянное место высаживают, как правило, сравнительно небольшие, чаще однолетние сеянцы, а во втором -- более крупные саженцы. Например, в Австрии выращивается крупный посадочный материал (саженцы плодовых растений) в контейнерах с применением капельного орошения. Такой посадочный материал выращивается в больших контейнерах, емкостью более шести литров. В ряде развитых стран в больших контейнерах выращиваются и новогодние ели, что имеет не только экономическое значение, но и большое природоохранное и воспитательное значение. Интересно отметить, что в Голландии, например, в настоящее время в контейнерах с успехом выращиваются новогодние ели из российских семян. После проведения рождественских праздников растения высаживаются на постоянное место в заранее (с осени) подготовленные посадочные ямы.

В практике широко известен финский способ доращивания саженцев в полиэтиленовых рулонах -- метод Нисула. Шире масштабы и география применения торфяных горшочков «джиффи-потс». Как отмечают Н.Н. Белостоцкий, В.П. Бельков, В.М. Введенский и другие исследователи, ежегодный выпуск таких горшочков в Норвегии составляет 700 млн. шт. Для механизации посадки растений, выращенных в контейнерах, во Франции был изобретен передвижной полуавтомат «Фертилекс». В Японии предложен метод выращивания сеянцев в бумажных цилиндрах-стаканчиках «Паперпот». Такая технология получила дальнейшее развитие в Финляндии и все шире применяется в Скандинавских и других странах. Лесоводами разных стран были получены убедительные результаты, доказывающие преимущество выращивания посадочного материала в контейнерах и использования его в лесокультурном производстве [14]

Осуществление агротехнологических приемов для производства однолетнего контейнерного посадочного материала практически ничем не отличается от получения однолетних и двулетних сеянцев с открытой корневой системой в условиях теплиц закрытого грунта, но его практическое применение в лесокультурном производстве дает совершенно другие возможности. Такой посадочный материал можно получать не только в контейнерах. В мировой лесохозяйственной практике насчитывается несколько вариантов технологий выращивания сеянцев и саженцев с ЗКС, основными из которых являются: «Paperpot» - Япония-Финляндия, «Nisula» - Финляндия, «Брика» - Латвия, «Брикет» - Россия, «Lanen Plantek F» - Финляндия, «Nomeko»-Швеция.

Рис. 1.6. Виды сеянцев, выращенных в различных типах кассет (на примере климатических условий Финляндии).

Ком мелкого размера (рис. 1.7). В основном это однолетние сеянцы, выращенные в кассете Плантек 121Ф. Наиболее хорошо подходит для лесовосстановления участков с бедной почвой, где травяной покров развивается незначительно. [15]

Средняя длина сеянцев одной партии - в южной Финляндии - 9-10 см,- в центральной Финляндии - 6-10 см,- в северной Финляндии - 4-10 см. Участки использования. Хорошо подходит для высадки на участки с сухой, бедной минеральной почвой и суховатой минеральной почвой.

Рис. 1.7. Однолетняя сосна с мелким комом, выращенная в сезонной или обогреваемой теплице в кассете ПЛ121Ф.

Рис. 1.8. Однолетняя сосна с комом среднего размера, выращенная в сезонной или обогреваемой теплице в кассете ПЛ81Ф

Ком среднего размера (рис.1.8.). Это однолетние или двухлетние сеянцы, выращенные в кассете Плантек 81Ф. Подходит для лесовосстановления почти любых участков.

Средняя длина сеянцев одной партии - в южной Финляндии - 10-15 см,- в центральной Финляндии - 7-15 см,- в северной Финляндии - 7-13 см. Участки использования. Хорошо подходит для высадки на участки с сухой, бедной минеральной почвой и суховатой минеральной почвой. Не очень хорошо подходит для участков со свежей минеральной почвой.

Ком крупного размера (рис. 1.9). В основном это двухлетние сеянцы, выращенные в кассете Плантек 64Ф. Наиболее хорошо подходят для лесовосстановления участков с плодородной почвой, где почвенный покров может мешать росту культур.

Рис. 1.9. Однолетняя сосна с комом крупного размера, выращенная в сезонной или обогреваемой теплице в кассете ПЛ64Ф.

Средняя длина сеянцев одной партии - в южной Финляндии - 15 см,- в центральной Финляндии - >15 см. Участки использования. Хорошо подходит для участков с суховатой минеральной почвой и свежей минеральной почвой [15].

Средняя длина сеянцев одной партии - в южной Финляндии - более 24 см, - в центральной Финляндии - 22-30 см. По сравнению с двухлетним сеянцем в кассете ПЛ81Ф разница в длине незначительная. Использованием более крупной кассеты достигается более толстый и прочный стволик сеянца и более крупная корневая система. Участки использования. Не очень хорошо подходит для высадки на участки с суховатой минеральной почвой. Хорошо подходит для участков со свежей минеральной почвой и для полей и подобных им участков.

Рис. 1.10. Однолетние сеянцы сосны с ЗКС

В Финляндии 90% сеянцев выращиваются с закрытой корневой системой, потому как стоимость этих сеянцев в 2 раза ниже, чем при выращивании с открытой корневой системой (ОКС):

- за счет экономии дорогостоящих семян;

- увеличения выхода с площади;

- уменьшения сроков выращивания на один год.

Одно из перспективных направлений размножения растений клеточная биотехнология базирующаяся на культивировании изолированных клеток, тканей и органов растений в стерильных условиях: на искусственных питательных средах в условиях in vitro (в пробирке). В настоящее время насчитывается более 200 видов древесных растений из 40 семейств, размноженных in vitro. [16]

В Российских условиях пока этот метод апробирован и используется в пилотных проектах, но вероятно, в будущем может получить широкое распространение

1.5 Опыт выращивания посадочного материала в России

В России и Прибалтийских республиках исследования по разработке способа выращивания растений с закрытыми корневыми системами проводились, начиная с конца 60-х годов, в ЛенНИИЛХе, ДальНИИЛХе и ЛатНИИЛХе. В частности, в Латвии были начаты внедренческие работы по технологии выращивания саженцев по методу «Брика». Метод оригинален тем, что саженцы выпускают в рулонах по 50 шт. Такие саженцы можно хранить длительное время и высаживать в необходимые для производства сроки. К сожалению, методы выращивания посадочного материала с закрытыми корневыми системами до сегодняшнего дня, несмотря на их эффективность, подтвержденную многочисленными исследованиями, которые проводились в разных экологических зонах, в России не нашли широкого практического применения.

Хорошие результаты при создании лесных культур получены с использованием качественного посадочного материала с заданными наследственными свойствами. К преимуществам применения посадочного материала с ЗКС относятся следующие: снижаются трудозатраты, корректируется схема посадки во всех ТЛУ, а гарантированная высокая приживаемость и последующая сохранность этих растений позволяет обеспечить быструю сомкнутость крон в рядах и междурядьях. ПМЗК может использоваться в течение всего безморозного периода, легко механизируется, хорошо переносит послепосадочную депрессию.

Технологический процесс выращивания ПМЗК состоит из следующих этапов:

- приготовление субстрата;

- заполнение субстратом контейнеров;

- высев семян;

- мульчирование посевов;

- уход за посевами;

- защита от вредителей и болезней;

- доращивание сеянцев на открытом полигоне или в самой теплице после снятия пленки [17].

В России выпускается технологическая линия для засева кассет - производства АО BCC (рис. 1.11.). Она должна включать следующие компоненты:

Разделитель штабелей кассет - разделяет штабеля кассет для подачи в установку мойки и дезинфекции по одной кассете. Установка мойки и дезинфекции - в процессе выращивания сеянцев с закрытой корневой системой кассеты загрязняются растительным субстратом и корнями, а также семенами сорняковых растений, грибковыми патогенами, мхом и водорослями. Эти загрязнения оказывают серьезные негативные влияния на производство посадочного материала и на общую чистоту в питомнике. Эффективная очистка кассет является одним из способов предотвращения распространения болезней в питомнике. Порционный смеситель - смешивает субстрат с любыми добавками. Из пакетного миксера готовый субстрат сразу попадает в бункер засева кассет или в более вместительный бункер с возможностью хранения субстрата. Наполнитель кассет - разработан для сеянцев, которые используют торфяной субстрат как подложку, а также любые другие субстраты. Двух шаговая система заполнения кассет в сочетании с уникальным уплотнением гарантирует точное заполнение всех ячеек кассеты. После наполнения избытки субстрата очищаются специальной щеткой и автоматически возвращаются в бункер для субстрата для повторного использования. Лункообразователь - сеянцы лесных деревьев должны иметь корневую систему, которая расположена равномерно по всему торфяному комку и имеет геометрически правильную форму. Этот фактор является важнейшим с точки зрения приживания сеянца после его высадки в лес. Для обеспечения осуществления этого фактора важным является размещение семян точно по центру ячейки во время засева. Лункообразователь ВСС надавливает на растительный субстрат в ячейках кассеты, вследствие чего образуется углубление точно по центру ячейки. Cеялка точного высева - может установить одно семя в каждой ячейке, также доступен - многосемянной подсев. Сеялка устанавливает семя точно в середине ячейки, обеспечивая отличные условия для корневой системы сеянца. Электронный счетчик семян может быть легко интегрирован в систему. При использовании различных кассет, достаточно указать маркировку кассеты. Мульчирующая установка - необходима для создания прохладного и влажного микроклимата, способствующего прорастанию семян, после засева семена засыпаются светлым покровным материалом. Для этих целей используется кварцевый песок или вермикулит. Покровный материал также защищает семена в период прорастания. Иногда покровный материал используется для удержания семян на месте, а также для предотвращения излишнего роста водорослей и мха. Мульчирующая установка BCC используется для покрытия поверхности засеянных кассет тонким ровным слоем покровного материала. Оросительный туннель - После засева семян важно обеспечить достаточную влажность для достижения оптимальной всхожести. Обычно первый полив осуществляется в теплице, но может также осуществляться на производственной линии сразу после засева. Зачастую одновременно субстрат обрабатывается специальным раствором для снижения риска появления грибковых заболеваний в период прорастания. Засеянные и защищенные кассеты укладываются на специальные подставки и штабелируются для транспортировки в теплицу.



Рис. 1.11. Технологическая линия для засева кассет - производства АО BCC

В Семеновском спецсемлесхозе Нижегородской области с успехом применяется оборудование отечественного производства, созданное с учетом скандинавских технологий: установка для подготовки субстрата, кассета для выращивания посадочного материала (рис. 1.12), система полива теплиц (рис. 1.13), автоматика теплиц, система полива на полигоне доращивания посадочного материала, короб для его переноски на лесокультурной площади, посадочная труба, контейнеры стеллажного типа для транспортировки кассет с сеянцами на лесокультурную площадь (рис. 1.14.).

Рис. 1.12. Кассеты для выращивания ПМЗК (производство г. Нижний Новгород)



Рис. 1.13. Система полива теплиц (производство г. Нижний Новгород)

Рис. 1.14. Контейнеры стеллажного типа для транспортировки кассет с сеянцами

1.6 Выращивание посадочного материала в лесных питомниках

Лесной питомник предназначен для выращивания посадочного материала. По целевому назначению питомники подразделяются на лесные, декоративные и плодово-ягодные. Основная задача лесных питомников - выращивание посадочного материала для лесовосстановления и защитного лесоразведения. Посадочный материал в питомниках может выращиваться как в открытом, так и в закрытом грунте. Приоритетной задачей при выращивании посадочного материала является отбор качественных семян.

Проводятся большие работы по созданию постоянных лесосеменных участков, отбору плюсовых деревьев и насаждений, закладке семенных плантаций.

Для обеспечения регулярного получения лесных семян с ценными наследственными свойствами и высокими посевными качествами, лесохозяйственные предприятия организуют постоянную лесосеменную базу на селекционно-генетической основе. В состав постоянной лесосеменной базы входят: плюсовые насаждения, специально сформированные постоянные лесосеменные участки и плантации, предназначенные для заготовки семян с ценными наследственными свойствами, а также плюсовые деревья, используемые для заготовки ценных семян. Плюсовые деревья характеризуются сильным ростом и хорошим качеством ствола. В одновозрастном чистом насаждении они должны иметь диаметр на 30% больше среднего диаметра насаждения, а высоту не менее, чем на 10% больше средней высоты насаждения. Стволы должны быть прямые, полнодревесные, хорошо очищенные от сучьев, с высокоподнятой, равномерно развитой кроной [18].

1.6.1 Заготовка семян

Заготавливаемые с плюсовых деревьев семена и черенки используют для создания лесосеменных плантаций и испытательных культур. Если вегетативное и семенное потомство устойчиво наследует важнейшие ценные признаки и свойства плюсового дерева, то такое дерево признается элитным.

Нормальные деревья составляют основную часть насаждения и являются хорошим и средними по силе роста, качеству и состоянию деревьями, с которых заготавливают семена для хозяйственных целей. Для выращивания продуктивных насаждений в первую очередь следует использовать семена с лучших нормальных деревьев по комплексу признаков и свойств, приближающихся к плюсовым.

Плюсовые насаждения - самые высокопродуктивные и высококачественные для данного лесорастительного района насаждения, в составе верхнего яруса которых участие плюсовых и лучших нормальных деревьев является максимальным для данных лесорастительных условий. В высокополнотных древостоях они должны составлять около 20-30%. Эти насаждения являются семенными заказниками и используются для сбора улучшенных семян, заготовки черенков с плюсовых деревьев, предназначенных для создания семенных плантаций. За последние годы селекция, генетика и семеноводство лесных древесных пород получили широкие возможности для развития. Учеными страны были проведены большие работы и сделаны важные открытия в области селекции и генетики. В 1920 г. Н.Н. Вавилов организовал и возглавил Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), объединил и воспитал многочисленные кадры генетиков и селекционеров. Большие работы были проведены в области плюсовой селекции и организации производства сортовых семян сосны, ели, лиственницы и дуба на лесосеменных плантациях [19].

В природных популяциях существует очень низкий уровень генотипической изменчивости по скороплодности и общей семенной продуктивности, следовательно, не эффективен искусственный отбор. Поиск исходного материала для селекции по этим признакам целесообразен в насаждениях с существенно пониженной интенсивностью внутривидовой конкуренции. Признаки, характеризующие качество урожая слабо связаны со скоростью роста дерева, и даже в зрелых естественных насаждениях сохраняется достаточно высокая степень их генотипической обусловленности. Наилучшем объектом для искусственного отбора по всем репродуктивным признаком является специально созданные насаждения с редким размещением деревьев и близким к исходным уровнем генетического полиморфизма. [20]

В настоящие время оценивается возможность повышения продуктивности лесов на 20-25% с использованием плюсовой селекции, прогнозируемая во второй половине прошлого века. О нереальности таких планов свидетельствует современные научные исследования.

Установлено, что показатели быстроты роста и продуктивности древесины, контролируемые у многих хвойных и лиственных пород имеют низкий уровень наследуемости семенным потомством [21]. Только небольшое количество деревьев (от 1-3 до 8-10%) дает элитное потомство. В связи с этим наиболее оптимальный прогноз возможности плюсовой селекции не превышает 3-5%. [19]. Очень слабая корреляция между фенотипами материнских деревьев и их семенным потомством свидетельствует о незначительном участии аддитивных факторов в генетическом контроле за энергией роста в высоту древесных пород. Низкая эффективность фенотипического отбора быстрорастущих особей связана с низким уровнем генетической изменчивости показателей роста деревьев в популяциях, с преобладающим влиянием на размер признака условий среды, а не генотипа.