Выделение соснового терпентина (живицы) после выборочной рубки в Сокольском районе Вологодской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ДИАГНОСТИКА И СМОЛОПРОДУКТИВНОСТЬ ОСУШАЕМЫХ СОСНЯКОВ ПОСЛЕ ВЫБОРОЧНЫХ РУБОК

1.1 Способы диагностики хвойных древостоев

1.2 Рост сосновых древостоев после осушения и выборочных рубок

1.3 Виды и параметры выборочных рубок на Европейском Севере

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методика сбора полевого материала

2.3 Обработка полевых материалов

3. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОКОЛЬСКОГО РАЙОНА ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1 Организация территории

3.2 Климатические условия района

3.3 Орографические, эдафические и гидрологические условия

3.4 Характеристика лесного фонда

3.5 Анализ хозяйственной деятельности

3.6 Анализ фонда подсочки сосновых древостоев

4. ДИНАМИКА СМОЛОПРОДУКТИВНОСТИ ОСУШАЕМЫХ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА ОБЪЕКТЕ ВЫБОРОЧНОЙ РУБКИ

4.1 Анализ смолопродуктивности сосновых древостоев по годам проведения эксперимента

4.2 Индивидуальная изменчивость смоловыделения опытных сосняков

4.3 Зависимость смоловыделения сосняков при подсочке от других параметров

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

Лес - важнейшая составная часть биосферы нашей планеты и его роль определяется не только огромным экономическим потенциалом, но и все возрастающим социальным значением, вытекающим из способности леса благотворно влиять на окружающую человека среду [1,2].

Одним из основных мероприятий, от которых зависит качественная и количественная продуктивность лесов, являются рубки ухода за лесом, способствующие целевому лесовыращиванию [3].

Выборочная рубка имеет следующие преимущества [4]:

1) при неполном сбыте древесины она является единственной системой, позволяющей срочно дать народному хозяйству необходимые сортименты;

2) дает возможность сохранить на данной территории лес без существенных изменений ландшафта;

3) облегчает естественное возобновление теневыносливых пород.

Рубка в выборочных лесах повторяется через разные промежутки времени, по мере того, приспевающие стволы переходят в категорию спелых. Спелость определяется, как правило, размерами стволов, в частности их диаметром [Там же].

Таким образом, рубки повышают прирост древесины сосны, сокращают срок лесовыращивания и повышают техническое качество древесины.

В зависимости от интенсивности выборки при традиционных рубках ухода соответственно снижается полнота древостоя и изменяются условия среды, в результате чего повышается смолопродуктивность древостоев. Полнота древостоев влияет на смолопродуктивность через условия освещения и площадь почвенного питания деревьев. Вырубая при уходе деревья, отстающие в росте и развитии, мы тем самым способствуем формированию древостоев не только с более высокими таксационными показателями, но и повышенной смолопродуктивностью [5].

Живицей называют смолу хвойных пород, добываемую в процессе подсочки. Подсочка сосны - регулярное нанесение специальных ранений на стволы деревьев сосны в период вегетации для получения из них живицы. После лесохимической переработки их живицы получают канифоль и скипидар, а из них множество веществ, применяемых в промышленности, медицине, быту [6].

За последние 15 - 20 лет при заготовке спелой и перестойной древесины сосновые насаждения практически не вовлекаются в подсочку, и лесосырьевая база для добычи живицы резко сократилась. Известно, что осушаемые и пройденные несплошными рубками насаждения при воздействии мелиорации на производительность древостоя могут быть использованы для добычи живицы, обеспечивая, таким образом, увеличение лесосырьевой базы подсочного производства [7].

Цель исследования - изучить выделение соснового терпентина (живицы) после выборочной рубки в Сокольском районе Вологодской области.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

? Оценить изменение смолопродуктивности сосняка за три года наблюдений;

? Выявить влияние на смолопродуктивность расположения деревьев в пасечном пространстве после выборочной рубки;

? Установить влияние интенсивности осушения на выделение сосновой живицы;

? Определить достоверные связи смоловыделения при подсочке с такими параметрами, как температура воздуха, температура почвы, таксационный диаметр древостоев.



1. ДИАГНОСТИКА И СМОЛОПРОДУКТИВНОСТЬ ОСУШАЕМЫХ СОСНЯКОВ ПОСЛЕ ВЫБОРОЧНЫХ РУБОК

1.1 Способы диагностики хвойных древостоев

смолопродуктивность сосняк осушение древостой

При проведении санитарных рубок в сосновых лесополосах, в основном выполняющих защитные функции по периферии техногенных объектов, вдоль железных дорог и автомобильных магистралей, требуется определять категорию жизнеспособности. При лесоводственном уходе необходимо обоснованно проводить отбор деревьев в рубку, назначая для удаления самые ослабленные экземпляры. Именно с этой целью ниже будут рассмотрены методы оценки жизненного состояния сосновых деревьев по особенностям движения соснового терпентина по периферийным слоям древесины и по его выделению при нанесении поранений. Предложенные методы также применимы для оценки смолопродуктивности сосняков для их дальнейшего прижизненного использования в целях промышленной заготовки терпентина [8].

Метод Е.П. Проказина. В 1959 году автором был разработан ускоренный способ определения смолопродуктивности сверлением. Выполняется глубокое подрумянивание корки ствола, не доходя до луба, а, затем, с помощью сверла диаметром 16 мм, высверливается отверстие в стволе на глубину 10 мм и прикрепляется смолоприемник с пробиркой. Выделившаяся живица поступает в нее через отводную трубку [Там же].

Экспресс метод оценки смоловыделения сосны в 1970 году разработал и апробировал А.А. Высоцкий. Подсочка проводится закрытым способом, при котором в равновеликие отверстия на деревьях (перекрывающих корку, кору и древесину (последнюю на три мм)), диаметром пять мм, устанавливаются прозрачные трубки из ПВХ. Для выполнения отверстий автор разработал пробойник в виде молотка. В.В. Петриком для этой цели также было разработано специальное приспособление, но оба они широкого распространения не получили [Там же].

Метод оценки жизнеспособности по интенсивности движения пасоки в стволах деревьев был предложен и апробирован Т. Козловским, П.В. Тиховым и Е.Н. Иерусалимовым. На сосновых деревьях вертикальной полосой снимается толстая корка и в ее нижней части шприцом вводится окрашенный раствор (эозин). Затем, с помощью шприца с полой иглой, на равных отрезках от места впрыскивания вверх по стволу окрашенная пасока регистрируется и устанавливается скорость ее движения. По периферийным слоям у сосны его можно наблюдать не более 10 минут. Скорость движения пасоки в сосняке на минеральных почвах: у здоровых деревьев - 90…180, у поврежденных (ослабленных) - 60…81, а у практически полностью обесхвоенных и погибающих деревьев - 12…42 см/час. Было установлено, что у сосны поднятие пасоки от корней по стволу может отмечаться в первый год после снеголома [8].

Экспресс-метод микроранений (ЭЭМ) для установления смолопродуктивности осушаемых сосняков представляет собой адаптированный к осушаемым соснякам вариант метода А.А. Высоцкого. Этот метод заключается в высверливании на обнаженных, подрумяненных, участках стволов сосновых деревьев закрытых поранений (ш 5 мм, глубина 15 мм) с последующей установкой в них трех прозрачных поливинилхлоридных трубок на каждом экземпляре и существенной угрозы для жизнедеятельности деревьев не представляет. Трубки, длиной 100…150 см, устанавливаются на деревья с углом поднятия 45°. Верхние их концы иглами прикрепляются к корке деревьев. Также на лесоучётной пробной площади устанавливаются основные таксационные показатели и текущая температура торфяной почвы во время постановки трубок на глубине 10 см [Там же].



1.2 Рост сосновых древостоев после осушения и выборочных рубок

Смолопродуктивность сосновых древостоев зависит от целого ряда лесоводственных и экологических факторов, таких, как: средний диаметр, площадь проекции кроны, типа условий местопроизрастания (ТУМ), бонитета и типа леса, температуры приземного слоя воздуха и почвы, температуры заболони и др. параметров [9].

Исследованиями установлено, что в благоприятных условиях (при колебаниях температуры воздуха от 18,5 до 21,2 °С) выделяется максимальное количество живицы. При температурах ниже 14 °С смолоистечение начинает снижаться и становится нестабильным. Уже при температуре воздуха (окружающей среды) 7 °С и ниже выделение живицы из подсочных ранений практически прекращается [10,11].

В литературе также отмечается, что, чем ниже температура окружающей среды, тем сильнее снижается смолоистечение, а продолжительность его увеличивается [10,12,13]. При жаркой и сухой погоде истечение живицы из ранений прекращается в первый же день после нанесения на кару подновки, тогда как в пасмурные теплые дни она еще продолжает выделяться и на вторые сутки. В прохладные осенние и весенние дни смолоистечение из поранений может продолжаться от четырёх до пяти суток [10].

Влажность почвы и воздуха, а также количество атмосферных осадков оказывают достаточно ощутимое влияние на смоловыделение. Отдельно выделяются: бонитет, состав насаждения и его полнота. Акцентируя внимание на полноте древостоя, стоит упомянуть о степени развитости ассимиляционного аппарата (развитости кроны) и сомкнутости полога [7].

Мнения исследователей в этой области находят расхождение. Принято считать, что чем больше полнота древостоя (0,7…0,9), тем менее развиты кроны деревьев и, как следствие, имеет место более низкий выход живицы [9,14]. Другая точка зрения гласит о генетической способности деревьев выделять живицу, которая не связана с урожайностью сосны, степенью развитости кроны и другими параметрами [15,16].

Достаточно сильное влияние на смолопродуктивность оказывает строение почв и, как следствие, - породный состав насаждений. Так, чистые сосняки обычно произрастают на бедных песчаных или избыточно увлажнённых почвах, поэтому считается, что их смолопродуктивность ниже, чем в смешанных древостоях. Примеси сопутствующих пород служат индикатором почвенного плодородия, что служит неоспоримым показателем смолопродуктивности, воздействуя на смолоистечение через корневые системы деревьев [12]. В условиях северной и средней подзон таёжных лесов чистые сосняки лишайниковые показывают высокие показатели смолопродуктивности [17].

Прямая солнечная радиация также оказывает влияние на процессы смолообразования и смоловыделения при подсочке [10,12,13]. Нагревание стволов деревьев лучистой солнечной энергией вызывает уменьшение влажности древесины в местах расположения карр, что также может заметно замедлить смолоистечение или совсем его прекратить [10].

Особое внимание на смоловыделение сосновых деревьев оказывают удобрения и химические стимуляторы (подсочка с химическим воздействием). Опытным путём было установлено, сто при сопоставлении показателей выхода живицы и текущего радиального прироста, внесение удобрений увеличивает в большей степени смолопродуктивность (при подсочке с химическим воздействием) или прирост (при обычной подсочке) [18].

Лесопользование посредством различных по хозяйственному назначению рубок (особенно проходных рубок ухода) способно обеспечить дальнейшее повышение эффективности работы гидролесомелиоративных систем. Отрицательные последствия изменения экологических условий, в том числе процессы вторичного заболачивания, будут минимальными или вовсе исключатся при освоении осушаемых лесов посредством несплошных рубок [20].

Гидролесомелиорация значительно повышает не только производительность лесорастительных условий и продуктивность сосновых лесов, но и их смолопродуктивность. Последняя зависит от условия произрастания сосняков (типа леса и класса бонитета), их лесоводственно-таксационных показателей (возраста, диаметра, полноты), от интенсивности и давности осушения. Чем лучше условия произрастания (почвенно-гидрологический и тепловой режим почв), выше класс бонитета и богаче почва, тем выше смолопродуктивность осушенных сосняков. Обобщение результатов исследований лесоводственной эффективности осушения заболоченных лесов, выполненных учеными СевНИИЛХ, показывает, что производительность сосновых насаждений на низинных и переходных торфяных почвах (до осушения V-Va классы бонитета), осушенных в возрасте 20-80 лет, повышается до II-III классов, а в возрасте 120-150 лет - только до IV класса бонитета. Очевидно, что и смолопродуктивность сосновых насаждений повысится в соответствии с их производительностью. Поэтому наибольшее повышение смолопродуктивности сосновых насаждений после гидролесомелиорации можно получить в том случае, если проводить ее в молодых, средневозрастных и приспевающих насаждениях [32].

При подсочке сосновых древостоев отмечено, что два рядом стоящих дерева с одинаковыми таксационными показателями при одной и той же технологии подсочки выделяют разное количество живицы, а зачастую дерево с меньшим диаметром выделяет живицы больше, чем крупномерное [17]. Для практики подсочки представляет большой интерес выявление таксационных признаков, указывающих на способность деревьев в определенных лесорастительных условиях выделять живицу, с целью их отбора при проведении лесоводственных уходов [21].

Уходы за лесом существенно изменяют лесорастительные условия: улучшают освещение и радиационных режим, повышают температуру воздуха и почвы, увеличивают площадь питания, а также регулируют породный состав и густоту, улучшают ассимиляционный аппарат деревьев, интенсифицируют фотосинтез и увеличивают приросты ствола и кроны. Изменение экологических условий в конечном итоге приводит к возрастанию производительности насаждений [17,18,23].

Изменившаяся в результате несплошных рубок полнота насаждения приводит к дифференцированному реагированию деревьев на изменившиеся экологические условия. Происходят качественные изменения в древесине оставшихся на корню стволов деревьев [23,24].

Меняется прирост в высоту и радиальный прирост деревьев; испытывают перемены в росте боковые ветви и крона в целом. Стволы становятся более полнодревесными, а отсюда меняется и качество заготовляемой древесины [25].

На изреживание, как правило, наиболее отзывчивы крупные деревья, показывая достаточно высокую смолопродуктивность при подсочке, а на радиальный прирост - средние [17].

После проведения выборочных рубок или лесоводственных уходов повышение смолопродуктивности как следствие скорее разреженности древостоя, чем повышения смолопродуктивности при увеличении возраста [23,25].

При выборке деревьев внутри пасек изменяется воздействие воздушных масс на оставшуюся часть древостоя. Крона с течением времени после рубки становится «флагообразной», происходит развитие более мощной корневой системы деревьев. При порывах ветра наблюдается обрыв мелких корней в корневых системах и, как следствие, происходит ослабление общего жизненного состояния деревьев в насаждении [22].

Осушаемые сосновые древостои имеют существенные лесоводственные отличия от суходольных, что необходимо принимать во внимание при организации подсочных работ и, в первую очередь, при назначении технологического режима. Создание искусственных высокосмолопродуктивных сосняков на объектах гидролесомелиорации позволит увеличить возмещение затрат на содержание мелиоративной сети и проведения трудоёмких уходов [17,21].

1.3 Виды и параметры выборочных рубок на Европейском Севере

Площадь Европейского Севера, включающего Архангельскую, Вологодскую области и Коми ССР, равняется Финляндии, Швеции, Норвегии вместе взятых. Ежегодно здесь вырубается более 400 тыс.га лесов. Леса в значительной части относятся к III группе [26].

Основным способом рубок главного пользования являются сплошные концентрированные. Интенсивная и длительная эксплуатация, лесные пожары превратила регион из многолесного в лесодефицитный. Формирование антропогенных лесов со сменой пород приобрело характер географического явления. Стержневой проблемой лесного комплекса становится повышение продуктивности лесов. Она выходит за пределы регионального значения и с каждым годом все острее приобретает народнохозяйственную значимость [26].

Одним из основных мероприятий, от которого зависит состояние, качественная и количественная характеристика лесов, являются рубки ухода и рубки главного пользования, как единая система рубок, способствующая целенаправленному лесовыращиванию. Дифференцированное использование этой системы в зависимости от лесоэкономических и лесорастительных условий в пределах подзон тайги в значительной степени позволит формировать леса с заданными качественными и количественными показателями. Назрела необходимость в создании четкой системы северотаежного лесоводства, основанной на достижениях науки и практики. С учетом комплекса факторов она должна включать мероприятия с оптимальными параметрами на всех этапах лесовыращивания от возобновления до рубки [Там же].

Лесоводственные, экологические, биотехнологические аспекты рубок ухода в последнее время получили значительное развитие в ряде регионов: Северо-запад, Карелия, Мурманская область, Прибалтика, Белоруссия, центр Европейской части, Урал, Казахстан, Сибирь [Там же].

В таежной зоне Европейского Севера рубки ухода имеют сравнительно небольшую историю. За последние 25 лет объемы рубок ухода в регионе возросли в десятки раз и общая площадь их составляет более 130 тыс.га. По данным лесоустройства в рубках ухода нуждается 4,2 млн. га [Там же].

В одновозрастном древостое после выборочной рубки остаются преимущественно угнетенные деревья, что приводит к снижению прироста и болезням. Слабое разреживание древостоя не способствует выживанию самосева и подроста, а сильное приводит к пересыханию или переувлажнению почвы, разрастанию злаков или мхов [27].

Разновозрастные низкополнотные сосняки встречаются преимущественно в экстремальных лесорастительных условиях: на сырых и мокрых или сухих песчаных и каменистых почвах. Они чаще всего остаются за пределами хозяйственного освоения. Но в случаях необходимости осторожные добровольно-выборочные рубки являются единственным способом улучшения состояния и повышения устойчивости таких лесов [Там же].

Чаще всего для разновозрастных сосняков на сравнительно хороших почвах рекомендуют рубку интенсивностью 25 - 30 % с повторяемостью 20 - 30 лет. Возможность и интенсивность рубки нужно увязывать с особенностями возрастной структуры. В сосняках - зеленомошниках Карелии и Архангельской области выборочные рубки указанной интенсивности не приводили к отрицательным последствиям, если возраст преобладающего поколения не превышал 150 - 160 лет. Выборочная рубка не имеет смысла там, где возраст младшего поколения превышает 100 лет. Требованием выборочного хозяйства в Карелии отвечает лишь 10 - 12 % площади сосняков [Там же].

Удачно проведенная выборочная рубка в разновозрастном сосняке имеет явные преимущества, особенно в лесах первой группы. Она сохраняет лесную экосистему с ее природоохранными функциями, поддерживает устойчивость благодаря сохранению разновозрастности и обеспечивает лесовозобновление. К отрицательным последствиям выборочных рубок в сосняках относят: пониженную продуктивность из-за низкой полноты и малого запаса, худшие экономические показатели хозяйства, вероятность смены на богатых почвах сосняков ельниками. Если ельники на таких почвах продуктивнее сосняков, то смене можно не препятствовать. Смешанный сосново - еловый древостой продуктивнее чистого сосняка или ельника [Там же].

Наибольшую опасность при выполнении выборочной рубки представляют повреждения оставленных деревьев, подроста и почвы. В темнохвойных лесах современная выборочная рубка с трелевкой хлыстов может привести к повреждению 30 - 40 % оставленных деревьев. Значительно лучше технология, основанная на трелевке сортиментов малогабаритными колесными машинами с низким удельным давлением на почву. Для укрепления волока на него рекомендуется укладывать часть порубочных остатков [27].

Нужны ограничения по сезону. Рубку желательно проводить зимой и нельзя по мокрой почве весной или в дождливый сезон [Там же].

Технологическую подготовку лесосеки нужно проводить в расчете на минимальное удаление деревьев в коридорах, которые при малых габаритах машин могут быть криволинейными. Для выборочных рубок лучше всего подходят современные колесные машины двух типов: харвестер и форвардер. Это многоосные колесные машины с гидроманипулятором, с широкопрофильными эластичными шинами. Харвестер срезает дерево и разделывает его на сортименты у пня. Форвардер выносит сортименты с помощью манипулятора на волок, укладывает их в тележку и доставляет к лесовозной дороге. Габариты, вес и удельное давление на почву у этих машин значительно меньше, чем у традиционных гусеничных тракторов, рассчитанных на трелевку хлыстов (ЛХТ - 55), или тем более у валочно-пикетирующих и валочно-трилевочных машин (ЛП - 19, ЛП - 49 и др.) [Там же].

Современные лесоводственные требования к технологии работ заключаются в следующем. Площадь технологических коридоров не должна превышать 15 %, а погрузочных площадок 3 % от общей площади лесосеки. Доля сохраненного подроста должна быть больше 80 %, а доля поврежденных деревьев меньше 3 %. Поврежденные деревья нужно удалять по окончании работ. Степень минерализации почвы не может превышать 20 % площади лесосеки [Там же].

Выборочная рубка направлена на сохранение разновозрастной структуры древостоя, а выход деловой древесины уменьшается с усложнением этой структуры. Последствия низкой и неоднородной сомкнутости полога: однобокость крон, изгиб и наклон ствола, сбежистость и сучковатость ствола, тяговая и креневая древесина, свилеватость и другие пороки. Если в выборочных лесах можно отыскать хорошую древесину, то не благодаря, а несмотря на разновозрастность. Фаутность разновозростных сосняков в два раза выше, чем одновозростных. Чем старше поколение, тем больше вероятность болезней и пороков ствола, тем меньше выход деловой древесины [27].

Выборочная рубка ухудшает качество древесины, увеличивая сбежистость, сучковатость, неоднородность прироста и варьирование плотности древесины по стволу. Последний порок приводит к образованию трещин и отлупов. После неоднократных рубок накапливается число поврежденных и больных деревьев [Там же].

Правильный отбор деревьев с отбраковкой в первую очередь больных и уродливых и технологическая аккуратность уменьшают отрицательные последствия выборочной рубки. Экономическое преимущество заключается в повышении выхода крупномерной древесины за длительный период по сравнению с выходом при сплошнолесосечной форме хозяйства [Там же].

Качество древесины в одновозрастном лесу обычно лучше, и оно улучшается после регулярного проведения рубок ухода. Но при сопоставлении качества древесины в одновозрастном и разновозрастном древостоях не учитывается одно обстоятельство: разновозрастный лес, особенно светолюбивых пород, чаще встречается в худших лесорастительных условиях - на сырых, мокрых или слишком сухих почвах [Там же].

На основании вышеизложенного можно отметить, что наиболее эффективным для установления смолопродуктивности осушаемых сосняков является экспресс-метод микроранений. Наибольшее повышение смолопродуктивности сосновых насаждений можно получить после проведения гидролесомелиорации в молодых, средневозрастных и приспевающих насаждениях. Одним из основных мероприятий, способствующих целенаправленному лесовыращиванию, отмечаются лесоводственные уходы и эксплуатационная заготовка древесины, как единая система рубок. Уходы за лесом существенно изменяют лесорастительные условия, которые в конечном итоге приводят к возрастанию производительности насаждений.



2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

В качестве объектов исследования использовались гидролесомелиоративные стационары в Сокольском районе Вологодской области (рисунок 1) [8].

Рисунок 1 - Схема болотного массива (кружками обозначено местоположение пробных площадей)

Пробные площади № 45 - 48; 53 - 56 находятся на стационаре «Дор» (рисунок 2) [8].



Рисунок 2- Стационар «Дор» (осушаемый сосняк черничник после выборочной рубки)

Стационар «Дор» (Сокольское государственное лесничество) находится в сосновых насаждениях на осушаемых торфяных почвах олиготрофного и мезотрофного типов заболачивания. Обеднение среды и смена растительного покрова на болотном массиве «Рабанское» происходили по центрально-олиготрофному типу [7].

Среди типов леса здесь распространены сосняки пушицево-сфагновые, кустарничково-сфагновые, багульниково-сфагновые, черничники влажные, осоково-кустарниковые, осоково-сфагновые преимущественно со ступенчато- и циклично-разновозрастной структурой древостоя и его производительностью от 50 до 300 м³/га. Аналогичное возрастное строение характерно и для сосняков, сформировавшихся после пожаров конца XIX начала XX веков [Там же]. Стационар «Разрыв» в качестве контроля включает древостой с проведённой гидротехнической мелиорацией с двумя пробными площадями № 8 - 9 в приканальном и межканальном пространствах (рисунок 3) [Там же]. Выборочная рубка в квартале 124 была проведена в 2005 году по традиционной технологии лесозаготовки.



Рисунок 3 - Стационар «Разрыв» (контроль без рубок)

Стационар «Разрыв» (Сокольское государственное лесничество) включает комплекс лесохозяйственных мероприятий с набором вариантов проходных, добровольно-выборочных и сплошных рубок в осоково-сфагновой группе осушаемых сосняков [7].

Стационар был заложен с 1984 по 1987 годы при мощности торфяной залежи в пределах 0,3 - 1,4 метра. Флористический состав живого напочвенного покрова после осушения достаточно трансформирован и насчитывает около 40 видов растений и кустарничков. Прежде всего, такие виды, как вейник, мятлик, кипрей, грушанка, щитовник, хвощ, брусника, черника [Там же].

Степень покрытия мохового покрова не превышает 50 - 60 %, снижаясь по мере уменьшения мощности торфяной залежи. Из представителей зелёных мхов встречаются плевроциум, дикранум, мниум; сохранились отдельные пятна небольших размеров сфагновых мхов [Там же].

Лесоосушительные работы путём обустройства открытых самотёчных каналов были проведены в 1979 году. Комплексные несплошные рубки на стационаре «Дор» проводились в 2005 г., а опытная подсочка на стационаре «Разрыв» - в 2008 году. Первые опыты по проведению опытной подсочки на стационаре «Разрыв» осуществлены сотрудниками Вологодской региональной лаборатории Северного НИИ лесного хозяйства в 1983 году. В опытную подсочку вовлекались все деревья без явных признаков повреждения в центре и с края пасеки (рисунок 4) в межканальном и приканальном осушаемых пространствах [7].

Рисунок 4 - Схема расположения пробных площадей на объекте выборочной рубки (трелёвочный (ТТК) и магистральный (МТК) технологические коридоры)



Анализируя таксационную характеристику (таблица 1), можно сказать, что возраст опытных деревьев почти в полтора раза меньше, чем возраст контрольного объекта. Соответственно объекты находятся в фазе активного роста. Средний таксационный диаметр на обоих объектах наблюдений совпадает, причём, в приканальной части он выше, чем в межканальной полосе на 12%, что говорит о положительном влиянии интенсивности осушения.

Таблица 1 - Таксационная характеристика объектов исследования

Номер ПП, положение в осушаемом пространстве	Состав древостоя	Класс бонитета	Средние показатели
			возраст, лет	высота, м	диаметр, см	густота, шт./га	полнота	запас
							абсолютная, м2/га	относительная	порода	м3/га
8 (К), ПК	10С	IV	112	20,5	21,3	1337	50,4	1,3	С	473,0
9 (К), МК	10С	IV	100	19,0	18,7	1780	52,7	1,5	С	465,0
Объект выборочной рубки 45-48, 53-56	10С, ед. Е	III	70	17,5	20,6	860	22,7	0,68	С	189,0

Максимальный запас также установлен на приканальной контрольной пробной площади, что в 2,5 раза больше, чем на объекте выборочной рубки. Наибольшая абсолютная полнота древостоя отмечается на контрольной межканальной пробной площади, что в 2,2 раза выше аналогичного показателя на объекте.



2.2 Методика сбора полевого материала

Подбор пробных площадей осуществлялся в соответствии со схемой типов заболоченных и болотных лесов, разработанной Н.И. Пьявченко на основе фитоценотической типологии В.Н. Сукачева [7].

Закладка постоянных и временных пробных площадей проводилась с учетом требований ГОСТа 16486.6-80, ОСТа 56-69-83 и методических рекомендаций В.Н. Сукачева и С.В. Зонна, В.Г. Рубцова и А.А. Книзе. Определение морфометрических показателей (вычисление состава, бонитета, запаса, сумм площадей сечений, абсолютной и относительной полноты, средних высот и диаметров, возраста древостоя) осуществлялось по общепринятым в лесной таксации и лесоводстве методикам [6]. Для наблюдений за температурным режимом окружающей среды и почв использовался электронный термометр для торфяных почв (рисунок 5) [Там же].

Рисунок 5 - Термометр электронный

Температура воздуха замерялась на уровне заложения карр (1,0 - 1,3 м), а торфяной почвы (с помощью металлического штока с индикатором на конце) - на глубине 0, 10 и 20 сантиметров [7].

Подсочка сосен проводилась экспресс-методом микроранений. Он заключался в высверливании на обнажённых, подрумяненных (рисунок 6) участках стволов сосновых деревьев закрытых поранений (ш 5 мм, глубина 15 мм) с последующей установкой в них прозрачных поливинилхлоридных (ПВХ) трубок на каждом исследуемом дереве [Там же].

Рисунок 6 - Подрумянивание корки ствола сосны

Трубки, длинной 100 - 150 см, устанавливались на деревья с углом поднятия 45°. Верхние их концы иглами прикрепляются к корке деревьев. Показания потёка живицы определяли ровно через сутки после постановки трубки. Строго диагональное расположение трубки было необходимо выдерживать для предотвращения образования в ней воздушных пузырей, что затрудняет снятие результатов (длины потёка) [7].



Рисунок 8 - Схема постановки трубок ПВХ для оценки смолопродуктивности

Описание живого напочвенного покрова осуществлялась по общепринятым методикам. Видовое разнообразие травяно-кустарничковой и мохово-лишайниковой растительности в большинстве своём оценивали по шкале обилия Друде [Там же]. Также при выборочной рубке были удалены перестойные, спелые, фаутные и пораженные болезнями сосновые деревья.

2.3 Обработка полевых материалов

Расчётный выход сосновой живицы с карродециметрподновки (КДП) - это комплексный показатель, так или иначе, с большей достоверностью указывающий не только на тенденции смолопродуктивности, но может выступать и в качестве показателя общей продуктивности древостоя [30].

Для расчёта смолопродуктивности использовалась следующая формула (1) [29]:



(1)

где d_1.3 - таксационный диаметр инпактного дерева (см);

М - общий запас насаждения (м³/га);

L_потёка - среднеарифметическая длина потёка живицы (при установке на одно дерево трёх трубок), см;

m₁ - средняя масса живицы в трубке, длиной один сантиметр (0,07 г);

T₁₀ - температура торфяной почвы на глубине десять сантиметров в момент установки трубки, ⁰C;

Р - поправочный суточный коэффициент (Р=14,22 - если трубки устанавливались на 24 часа и Р= -1,69 - при установке трубок на двое суток);

S - среднестатистический сравнительный коэффициент (для осушаемых древостоев сосны - 1959,75);

Z_M - коэффициент запаса.

Для статистической обработки рассчитывались шесть основных характеристик вариационного ряда[29]:

1.Среднее значение (М);

2.Основная ошибка среднего значения (m_M);

3.Среднее квадратичное отклонение (или стандартное отклонение (у);

4. Коэффициент изменчивости (или вариации (С));

5. Точность опыта (p);

6. Достоверность среднего значения (t_М).

Достоверность различий средних значений (t_разл.) рассчитывалась по формуле (2) [Там же]:

(2)



Расчет коэффициента корреляции (r) по Пирсону проводился по следующей формуле (3) [Там же]:

(3)

где б - центральное отклонение первого признака,

В - центральное отклонение второго признака

Достоверность коэффициента корреляции t_r рассчитывалась по формуле (4) [29]:

(4)

При проведении расчета коэффициента корреляции была использована градация М. Л. Дворецкого (таблица 2) [Там же]:

Таблица 2 - Градация М.Л. Дворецкого (1961 г)

Коэффициент корреляции	Оценка тесноты связи
Менее 0,30	слабая
0,31…0,50	умеренная
0,51…0,70	значительная
0,71…0,90	высокая
0,91 и более	очень высокая

На сказанное в данной главе можно отметить, что для наблюдений были подобраны объекты в осушаемой части болотного массива. Эти объекты позволяют более полно раскрыть задачи исследования, а именно, оценить изменение смолопродуктивности сосняка за трёхлетний период; выявить, как влияет выборочная рубка на смолопродуктивность; а также установить влияние интенсивности осушения на выделение сосновой живицы.



3. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОКОЛЬСКОГО РАЙОНА ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1 Организация территории

Сокольское лесничество Департамента лесного комплекса Вологодской области расположено в центральной части Вологодской области на территории Сокольского административного района, центром которого является г. Сокол. Протяженность территории лесничества с севера на юг - около 55 км, с запада на восток - более 100 км. На севере лесничество граничит с Харовским лесничеством, на западе - с Усть-Кубинским лесничеством, на востоке - с Тотемским лесничеством, на юге - с Вологодским и Междуреченским лесничествами [30].

Рисунок 9 - Сокольский административный район с указанием г. Кадникова на карте Вологодской области (Масштаб 1: 2000000) [Там же]

Контора Сокольского районного отдела лесничества находится в г. Кадникове Сокольского района, в 15 км от районного центра г. Сокола, в 20 км от ближайшей железнодорожной станции Сухона Северной железной дороги, в 45 км от областного центра г. Вологды. Почтовый адрес лесничества: 162107, Вологодская область, Сокольский район, город Кадников, улица Кленовая, дом 4 [30].

Общая площадь лесничества на 01.01.2010 составляет 294988 га, в том числе покрытая лесом - 266051 га. Леса лесничества расположены в бассейне р. Сухоны одним массивом. В составе лесничества образовано 8 участковых лесничеств, в том числе 2 участковых сельских лесничества (таблица 2). Каждое сельское участковое лесничество разделено на участки - бывшие сельхозформирования [Там же].

По лесорастительному районированию территория Сокольского лесничества относится к таежной лесорастительной зоне и южнотаежному лесному району европейской части Российской Федерации. Основание - приказ Федерального агентства лесного хозяйства от 9 марта 2011 года N 61 "Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации". Территория лесничества находится в пределах Скандинавско-Русской провинции Евроазиатской области лесов умеренного пояса [Там же].

Таблица 2 - Структура лесничества [30]

№ п/п	Наименование участковых лесничеств	Площадь, га
1	Сокольское	32587
2	Двиницкое	30666
3	Пельшемское	27084
4	Алексинское	34415
5	Чучковское	32041
6	Заболотское	48169
7	Кадниковское участковое лесничество	44271
8	Воробьевское участковое лесничество	45755
Всего по Сокольскому лесничеству	294988

Наибольшую площадь всего лесничества занимает Заболотское (48169), а наименьшую - Пельшемское (27084), что составляет 16 и 10 %,соответственно, от общей площади лесничества. Сокольское лесничество занимает площадь 32587 га, что составляет 11 % от общей площади лесничества [30].

Леса лесничества в соответствии с Лесным кодексом Российской Федерации (2006 г.) по целевому назначению подразделяются на защитные леса и эксплуатационные леса [Там же].

Защитные леса подлежат освоению в целях сохранения средообразующих, водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических, оздоровительных и иных функций лесов с одновременным использованием лесов при условии, если это использование совместимо с целевым назначением защитных лесов и выполняемыми ими полезными функциями [Там же].

Эксплуатационные леса подлежат освоению в целях устойчивого, максимально эффективного получения высококачественной древесины и других лесных ресурсов, продуктов их переработки с обеспечением сохранения полезных функций лесов [Там же].

3.2 Климатические условия района

Климат Сокольского района, формирующийся под влиянием тех же факторов, что и Вологодской области в целом, имеет, вместе с тем, ряд отличных черт [31].

Географическое положение района в центре южной половины области определяет относительно более благоприятные радиационные условия по сравнению с северными районами и обуславливает переходный характер климата от менее континентального климата западных районов области к более континентальному восточных районов [Там же].

Солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, является одним из основных климатообразующих факторов. Она характеризуется величиной и годовым ходом радиационного баланса. Годовой приход суммарной радиации составляет 80 ккал/см², из них на долю прямой радиации приходится 46 %, на долю рассеянной - 54 %. Годовой радиационный баланс в целом положительный, но в зимнее время он отрицателен [Там же].

Наряду с радиационными факторами большое влияние на климат оказывают условия циркуляции: перенос и трансформация воздушных масс, фронтогенез. Для района характерны преобладание континентального воздуха умеренных широт, хорошо выраженная циклоническая деятельность, преобладание ветров с западной составляющей, частая смена воздушных масс и, как следствие этого, неустойчивая погода [31].

С вытянутостью Сокольского района с запада на восток связано увеличение континентальности климата внутри района в том же направлении. Поэтому в его восточной части усиливается суровость зимы, уменьшается количество осадков (особенно в холодный период года), увеличивается продолжительность безморозного периода [Там же].

Под влиянием леса, занимающего свыше 60 % территории района, несколько увеличивается количество осадков, а также происходит в общем более значительное по сравнению с открытыми участками накопление в них снега [Там же].

Крупных водоемов на территории Сокольского района нет. Влияние Кубенского озера ограничивается сравнительно узкой полосой на западе района и проявляется в уменьшении количества осадков и увеличении продолжительности безморозного периода [Там же].

При совместном действии названных климатообразующих факторов формируется умеренно-континентальный климат зоны тайги с хорошо выраженными основными и переходными сезонами, с неустойчивым режимом погоды [Там же].

Высокая влажность воздуха и большая облачность, количество осадков, значительно превышающее возможное испарение, в том числе и в теплый период года, - характеризуют увлажнение территории района. Годовая сумма осадков на большей части Сокольского района превышает 750-800 мм. Увеличение осадков наблюдается на наветренных западных склонах Харовской гряды и прилегающей к ней Присухонской низине. Вблизи Кубенского озера количество осадков уменьшается до 650-700 мм [Там же].

3.3 Орографические, эдафические и гидрологические условия

Орографические условия. В целом рельеф рассматриваемой территории равнинный. Максимальная амплитуда колебания высот составляет 130 м. наименьшие высоты наблюдаются в пойме р.Сухоны (106 м), наибольшие - на севере в верховьях левых притоков р.Сухоны (236 м) [31].

Весь север района занимает обширный южный склон Харовской возвышенности, где следствие высоты составляет 150-200 м. она соответствует Харовскому выступу фундамента Русской платформы. На юге, по верхнему и среднему течению р.Сухоны, среднему и нижнему течению ее левых притоков, в частности, р.Двиницы, располагается обширная Присухонская низина, приуроченная к тектонико-эрозионной доледниковой впадине. Высоты ее варьируют от 106 до 150 м. Северная часть приподнятая и террасированная, южная является низменной - плоской, сильно заболоченной равниной [Там же].

Формирование современного рельефа района происходило на протяжении длительной геологической истории при взаимодействии целого ряда рельефообразующих факторов. Значительную роль в формировании рельефа сыграли тектонические и экзогенные процессы дочетвертичного времени. При взаимодействии их образовался рельеф поверхности коренных пород района, который характеризуется значительной расчлененностью [Там же].

В ледниковое время формирование рельефа происходило главным образом под влиянием деятельности материковых ледников и талых ледниковых вод. В результате ледниковой аккумуляции и эрозии дочетвертичный рельеф района был несколько видоизменен. Древняя речная сеть была частично занесена ледниковыми и водноледниковыми отложениями. Выступы же коренных пород оказались более подчеркнутыми. Впадины дочетвертичного рельефа оказались еще более углубленными и расширенными вследствие разрушительной деятельности ледника [Там же].

В понижениях в позднее - и послеледниковое время существовал озерный бассейн (Сухоно-Кубенский), в котором сначала откладывались озерно-ледниковые, а затем озерные песчаные, супесчаные и суглинистые осадки, что привело к выравниванию днищ Присухонской и Прикубенской впадин [Там же].

В послеледниковое время большую роль в формировании рельефа сыграли также эрозионно-аккумулятивная деятельность рек, линейный и плоскостной смыв, проявившиеся с различной интенсивностью в различных частях изучаемой территории [31].

Человек в процессе своей деятельности также оказывал и оказывает влияние на формирование мезо- и микрорельефа района. Так, в процессе выемки торфяных залежей, гравийно-песчаных материалов возникают карьеры и котлованы. В ходе многовековой распашки земель усилились процессы плоскостного смыва. В последнее время при усиленном выпасе скота в поймах рек происходит значительное развитие процесса кочкообразования [Там же].

В связи с различным проявлением взаимодействия рельефообразующих факторов в дочетвертичное время и в четвертичный период на характеризуемой территории сформировался ряд типов рельефа [Там же]:

1) Ледниково-аккумулятивная равнина, приуроченная к Харовской возвышенности (Q₂);

2) Озерно-ледниковая абразионно-аккумулятивная и аккумулятивно-абразионная террасированная равнина (Q₃+₄);

3) Озерно-аккумулятивная плоская равнина (Q₄). Второй и третий типы приурочены к Присухонской низине и склонам ее.

4) Аллювиально-аккумулятивная плоская равнина, приурочена к поймам рек Сухоны, Двиницы.

Эдафические условия. Формирование почвенного покрова района происходит в условиях большого разнообразия рельефа, почвообразующих пород, растительности, характера увлажнения и типа водного питания. В связи с этим почвенный покров района отличается большим разнообразием: по механическому составу на территории района характерны песчаные, супесчаные, суглинистые почвы; по химизму как насыщенные основаниями, так и совершенно бедные ими; по характеру увлажнения все разнообразие почв - от периодически недостаточно- и нормально-увлажненных до постоянно-избыточно-увлажненных; по процессам почвообразования - подзолистые, дерново-подзолистые, болотные и переходные между ними группы [31].

Подзолистые почвы в основном развиваются на плоских слабодренированных водораздельных поверхностях под еловыми лесами, часто в сочетании с дерново-подзолисто-глееватыми и торфянисто-подзолисто-глеевыми почвами. Широко они распространены в северной и центральной частях (совхозы «Союз», «Доброволец», «Ершовский», «Чучковский»). Интенсивному процессу подзолообразования здесь, по-видимому, способствуют ненасыщенность материнских пород основаниями, малое поступление органических веществ. В западной и южных частях благодаря близкому залеганию карбонатов кальция в породах почвы подзолистого типа не находят широкого развития и встречаются небольшими массивами только в совхозах «Нестеровский» и «Сокольский» [Там же].

Дерново-подзолистые почвы в Сокольском районе, как и вообще в области, в настоящее время встречаются всюду, где луговая растительность сменила лесную или где под разреженным пологом последней произрастает или произрастала травяная растительность. Но самое большое распространение они получили на пахотных угодьях. В зависимости от степени развития подзолистого и дернового процессов почвы дерново-подзолистого типа делятся на три подтипа: дерново-сильноподзолистые, дерново-среднеподзолистые и дерново-слабоподзолистые. Такое деление особенно необходимо для работников сельского хозяйства, так как, учитывая степень развития дернового и подзолистого горизонтов в почвах на том или ином участке территории, можно правильно установить глубину вспашки и потребность в углублении пахотного слоя [Там же].

Дерново-сильноподзолистые почвы широко распространены в центральной и восточной частях района, занимают повышенные и плоские части склонов Харовской гряды, некоторые террасы Присухонской низины. В западной части они встречаются небольшими массивами. Ограниченное распространение дерново-сильноподзолистых почв, как и почв подзолистого типа, является следствием влияния широко распространенных здесь карбонатных моренных отложений, которые или выходят на поверхность [31].

Дерново-среднеподзолистые почвы на исследуемой территории не имеют широкого распространения. Они обычно приурочены к деревням, где почвы продолжительное время обрабатывались человеком, или к местам неглубокого залегания карбонатных отложений. В отличие от дерново-сильноподзолистых они развиваются на более дренируемых участках. Наиболее широко дерново-среднеподзолистые почвы распространены в западной и восточной частях района [Там же].

Дерново-слабоподзолистые почвы распространены в основном в западной части описываемой территории отдельными массивами. Их формирование связано обычно с близким к поверхности залеганием карбонатных пород и с наличием крутых склонов. Они, возможно, являются почвами смытыми, поэтому степень оподзоленности здесь условна [Там же].

Дерновые почвы формируются обычно под травянисто-луговой растительностью, где древесная растительность совершенно отсутствует, благодаря чему признаки подзолообразовательного процесса или не выражены, или настолько затушевались, что почти не обнаруживаются. В условиях Сокольского района дерновые почвы чаще всего встречаются на карбонатных породах, а так как последние характерны для запада района, то и дерновые почвы широко распространены именно в этой части. В центральной и восточной частях дерновые почвы редки и формируются лишь на очень крутых склонах. Среди почв дернового типа отдельными массивами распространены дерново-карбонатные типичные, дерново-карбонатные выщелоченные или оподзоленные [Там же].

Подзолисто-болотные почвы формируются на равнинных участках местности, где наблюдается постоянное или временное избыточное увлажнение. Представлены торфянисто- и торфяно-глеевыми почвами. Эти почвы не имеют широкого распространения и встречаются отдельными пятнами в центральной и восточной частях района [31].

Болотные почвы распространены широко. В северо-восточной части территории преобладают торфяные почвы верховых болот, что связано с низкой минерализацией почвенно-грунтовых вод. Повышенная и средняя минерализация вод в западной и южной частях обусловили значительное распространение торфяных почв переходного и низинного типов. Профиль торфянистого слоя почв обычно не однороден. Нижняя часть его имеет черную окраску и представлена чаще всего хорошо разложившейся массой. Кверху степень разложения заметно уменьшается, а рыхлость резко возрастает, черная окраска торфа постепенно сменяется бурой и коричневой. Наконец, самый поверхностный торфяный горизонт представляет рыхлую малоразложившуюся массу из остатков растительности [Там же].

Пойменные почвы представлены дерновыми и оподзоленными оглеенными, иловато-глеевыми и торфяными разновидностями. Характерным морфологическим признаком пойменных почв является то, что они в большинстве случаев не имеют четкой дифференциации профиля на горизонты [Там же].

Как показывает краткая характеристика условий почвообразования и связанных с ними особенностей распространения почв, изучаемая территория может быть разделена на три части: западную, северную и южную [Там же].

Северный район занимает южные склоны Харовской гряды, освоен для земледелия в слабой степени и большая его часть покрыта хвойными лесами. Здесь водоразделы характеризуются холмисто-волнистым рельефом. Господствуют сильно- и среднеподзолистые почвы, которые формируются на глубоковыщелоченных карбонатных или бескарбонатных тяжелых по составу моренах. Среди сопутствующих почв некоторое развитие получили торфянисто- и торфяно-подзолисто-глеевые почвы. На пахотных угодьях преимущественно распространены дерново-сильно- реже дерново-среднеподзолистые суглинистые почвы нормального увлажнения, кислые, слабо насыщенные основаниями. Обеспеченность их питательными элементами, за исключением подвижного калия, явно недостаточная [Там же].

Южный район - часть Присухонской низины, сложенная древнеозерными и озерно-ледниковыми отложениями, местами чередующимися с моренными суглинками, террасированная. Как и в северном районе, значительные площади покрыты лесами, среди которых широко развиты мелколиственные породы деревьев. Основной фон составляют дерново-подзолистые, часто оглеенные почвы. Довольно большие массивы образуют болотные, подзолисто-болотные почвы. На пашнях преобладают дерново-среднеподзолистые почвы различного механического состава. В агрохимическом отношении общими для всех пахотных почв является слабая гумусированность 1,5 - 2,5 % и малое содержание подвижных форм фосфора. Подвижным калием обеспечены средне, за исключением песчаных и супесчаных разностей, где количество его не превышает 5 мг на 100 г почвы. Почти все почвы имеют среднюю или слабую кислотность, что, несомненно, связано с высокой минерализацией почвенно-грунтовых вод. Последнее характерно для южной части района [Там же].

Западный район лежит в пределах Кубено-Сухонской низины и характеризуется молодыми аккумулятивными формами рельефа, сложенными озерно-ледниковыми, древне-озерными отложениями и карбонатными моренами. Почвами, имеющими наибольшее распространение, являются дерново-слабо- реже дерново-среднеподзолистые и дерново-карбонатные почвы. В большинстве случаев они переувлажнены, по механическому составу суглинистые и супесчаные. Среди господствующих почв широким распространением пользуются также болотные почвы [Там же].

Гидрологические условия. Гидрогеологические условия Сокольского района отличаются значительной сложностью. Это объясняется пестрым литологическим составом водовмещающих пород, различными условиями их залегания, тектоническими и другими особенностями отдельных участков района [Там же].