Продуктивность экотипов лиственницы в смешанных с сосной насаждениях

Таким образом, столь обширный географический спектр лиственницы в опытных культурах Бронницкого лесничества Московской области дает возможность наиболее полно охарактеризовать производительность видов лиственницы из Евроазиатского ареала, а также получить достоверную информацию о росте и продуктивности испытываемых экотипов.

Глава 5. Лесоводственно-биологическая характеристика исследуемых видов

5.1 Биологические и лесоводственные особенности лиственницы, распространение и история её видов

Лиственница является основной лесообразующей древесной породой России. В роде лиственницы известно около 20 видов, распространенных в холодных и умеренных областях Европы, Азии и Сев. Америки. Наиболее древние виды приурочены к горным системам Гималаев, Восточного Тибета и Кордильерам. В России распространены 7 видов и несколько гибридных форм, которые возникли на стыке ареалов (Лес России, 1995).

Лиственница - род Larix Mill., семейство сосновых (Pinaceae), дерево первой величины, растет 300-500 лет и достигает высоты 50 м и диаметра (на высоте груди) 1,5-1,75 м.

Хвоя лиственницы светло-зеленая, узколинейная, у основания суженная, с тупой верхушкой, длиною 2-4 см, шириной 1-1,5 см, однолетняя. Появляется ранней весной и опадает осенью. Обладает фитонцидностью и высокой продуктивностью фотосинтеза. В условиях Подмосковья хвоя у лиственницы европейской (судейской, польской, шотландской, широкочешуйчатой) появляются одновременно, а желтеет и отпадает на 20-26 суток позже, чем у лиственницы сибирской и Сукачёва.

Хвоя у лиственницы европейской второго и третьего поколений желтеет и опадает раньше на 7-8 и 10-12 суток соответственно по сравнению с пожелтением хвои материнского саженца, выращенного из семян, привезенных из Западной Европы. У лиственницы Сукачева, наоборот, хвоя второго и третьего поколения желтеет и опадает на 3-4 суток позже, чем хвоя материнского насаждения, семена которого привезены из Архангельской области. Таким образом, второго и третьего поколение лиственницы европейской и Сукачёва, приспосабливаясь к условиям среды произрастания, изменяют свои фенофазы вегетации, сближая их.

Побеги у лиственницы двух видов: удлиненные (ростовые) и укороченные. Удлиненные покрыты хвоинками, расположенными спирально (очередно) и сидящими одиночно на выступах. На второй год жизни ростового побега (верхушечного и бокового) из пазухи выступов вырастают укороченные побеги, плотно покрытые бурыми чешуйками. Каждый укороченный побег несет на себе пучок в 20-60 хвоинок. Укороченные побеги живут 10-12 лет, затем отмирают. Иногда из них вырастают удлиненные побеги с очередно сидящими хвоинками. Молодые побеги имеют желтовато-бурую окраску, которая с возрастом темнеет. Старые стволы покрыты толстой глубоко-бороздчатой (у лиственницы сибирской и Сукачева) и бороздчато-чешуйчатой (у лиственницы европейской) коркой; внутренние слои имеют фиолетово-бурый цвет. У старых деревьев лиственницы сибирский в сырых условиях произрастания толщина коры достигает 10-20 см.

Почки у лиственницы мелкие, яйцевидные или полушаровой формы, покрыты многочисленными чешуями. Почки закладываются на вершинах побегов и в пазухах хвои удлиненных побегов. Имеются спящие почки, которые дают поросль на освещенных частях стволов и на пнях у молодых деревьев. Это особенность лиственницы используется в хозяйстве при получении вторичной, низко спускающихся по стволу узкой кроны, облегчающих сбор шишек в семенных хозяйствах и ценной в декоративном отношении.

В условиях московского климата в конце апреля - начале мая на укороченных побегах лиственницы появляется хвоя, а в конце мая раскрываются верхушечные почки, образующие удлиненные побеги. Рост побегов у лиственницы сибирской и Сукачева продолжается до 80 суток, а у лиственницы европейской - до 90 суток.

Форма деревьев лиственницы - пирамидальная с конусовидной кроной, более узкой и плотной у лиственницы сибирской и Сукачева и сравнительно раскидистой и рыхлой у лиственницы европейской.

Корневая система лиственницы мощная, глубокая, со стержневым корнем и большим количеством развитых боковых корней, растет в течении вегетационного периода на 10-20 суток дольше, чем побеги кроны. На избыточно влажных и трудно проницаемых почвах, как и на почвах с близким залеганием горизонта вечной мерзлоты, корневая система лиственницы мелкоукореняющаяся, поверхностная, поэтому часто страдает от ветровалов.

Лиственница - растение однодомное раздельнополое. Мужские и женские цветки, собранные в колоски (шишки), появляются ранней весной, до распускания хвои, на одной и той же ветки и опыляются ветром. Оплодотворение наступают через месяц. Мужские соцветия овала - шаровидные, желтоватые 5-10 мм длинной, разминаются на безлистных укороченных побегах. Пыльца лиственницы не имеет воздушных мешков и летит не далеко, чем отличаются от других представителей сосновых. Женские соцветия бледно-зеленые, кремоватые и красно-фиолетовые шишечки, крупнее мужских, стоят вертикально на вершинах укороченных побегов, у основания окружены хвоей, переходящие в кроющие чешуйки, которые в момент цветения значительно превышают семенные. При развитии шишки кроющие чешуйки практически не увеличиваются, а семенные разрастаются и в зрелой шишке превышают кроющие. Форма и длина кроющих чешуек являются отличительными признаками видовых различий лиственниц. Мужские соцветия количественно преобладают на деревьях и размещаются в нижних и средних частях крон.

Семена созревают в августе. В условиях сухого континентального климата Сибири у лиственниц сибирской и даурской в конце августа начале сентября раскрываются шишки и семена вылетают; у лиственниц европейской и Сукачева созревание шишек и вылет семян затягивается до весны следующего после цветения года. Шишки лиственницы сибирской и Сукачева, подсушенные в течение суток при температуре 30-35°, легко отдают семена. Шишки же лиственницы европейской совершенно неотдают семена даже после сушки. Объясняется это тем, что семена ее при созревании осенью окружает и удерживает смола. В течение первой половины зимы смола выветривается, и после семена легко выскакивают из шишек, поэтому собирать ее следует в конце зимы.

Зрелые шишки лиственницы - светло-коричневые, округло-яйцевидные или округлые, семенные чешуйки деревянистые; у лиственницы европейской голые, плотно прилегающие трудно раскрывающиеся.

Длина зрелой шишки лиственницы даурской 1-1,5 см, европейской 2-4 см, сибирской и Сукачёва 2-4,5 см. Шишки по вылету семян из них остаются висеть на дереве 3-4 года и даже до 10 лет.

Семена у лиственницы крылатые, косо-обратно яйцевидные, 3-6 мм длинной и 3-4 мм шириной, твердые, серовато- или зеленовато-бурые. Крыло с одной стороны прямое, а с другой стороны полого-закругленное, плотно прикрепленное к верхней части семян и к самому краю его нижней стороны и не отделяется от нее. Наиболее крупные семена у лиственницы Сукачева: длинна 4-7 мм, толщина 2,5-4,0 мм и вес 1000 шт (без крылышек) 9-13 г; наиболее мелкие и легкие - у лиственницы американской: длинна 2,4-3,6 мм, толщина 1,3-2,2 мм и вес 1000 шт 1,2-2,0 г.

Урожаи семян у лиственницы почти ежегодные и достаточно обильные, но всхожесть семян часто не высокая, хотя возможность всходить семена сохраняют до 6 лет и более. Всходы лиственницы имеют 5-10 семядолей. В первый год вырастает стволик с одиночной спиралью расположенной хвоей, в пазухах которой закладываются почки. У лиственниц сибирской и Сукачёва семядоли буреют, желтеют и опадают как и хвоя первого года. У лиственницы европейской значительная часть хвои первого года, побурев, перезимовывает, не опадая до весны следующего года.

В роде Larix выделено более 20 видов лиственниц. В России естественно (дико) произрастают 10 видов: лиственница Сукачева L. Sukaczewi Djil (на севере и северо-востоке европейской части России и Урале до р. Оби); лиственница сибирская - L. Sibirica Ledb (в Западной и Средней Сибири до о. Байкал, в Туве, на Алтае); лиственница даурская - L. Dahurica Turex (в Восточной Сибири и Дальнем Востоке); лиственница ольгинская - L. Olgensis Henri (в окрестностях залива Ольги и бухты Валентина в Приморском крае); лиственница Любарского - L. Lubarskii Sucacr (на юга западе Приморья); лиственница Приморская - L. Maritima Sucacr (в бухте Гроссовича - устье Амура); лиственница Курильская - L. Kurilensis Maur (на Курильских островах и южном Сахалине); лиственница Комарова - L. Komarovi Kolesn (на Южном приморье); лиственница Охотская - L. Ochotensis Kolesn (на Охотском побережье).

В Росси наибольшее лесохозяйственное значение имеют следующие 4 виды лиственницы: европейская, сибирская, Сукачёва и даурская.

Лиственница европейская - Larix decidua Mill впервые была выделена в самостоятельный вид ботаником Ф. Миллером в 1754 г. Он назвал ее западноевропейской, что значит опадающаяся, или с опадающей хвоей. Лиственница европейская естественно произрастает в Альпах на территории Франции, Северной Италии, Австрии, Северо-Западной Югославии и Чешско-Моравской возвышенности в Чехии. Близко к лиственнице западноевропейской лиственница польская - L. Polonika Racib, выделенная в 1890 году польским ботаником Рациборским в ранг отдельного вида. Она естественно произрастает в горах Южной Польши, а также в высоких Татрах Чехии и Карпатах, в том числе в Закарпатской, Ивано-Франковской и Черновицкой областях Украины. Интродукция западноевропейской лиственницы с восточных частей ее ареала и лиственницы польской с местопроизрастаний 500-800 м над уровнем моря в леса хвойно-широколиственной подзоны и лесостепи Украины, Белоруссии, Прибалтики, а также в леса Западных и Центральных областей Росси дала хорошие результаты.

Лиственница сибирская - L. Sibirica Ledb - в первые была описана К.Ф. Ледебуром в 1833 году по материалом лиственницы Горного Алтая без выделения ареала ее распространения. В 1845 г Ф.Н. Рупрехин, описывая лиственницу европейского севера назвал ее лиственницей Ледебура - Ledebouri.

В 1947 г Н.В. Дылис, изучая сибирскую лиственницу, выделил из этого виды в ранг самостоятельного вида лиственницу, произростающию на севере европейской части России, Урала и в Зауралье, и назвал ее L. Sukaczewii Dji a y L. Sibirika Ledb. отметил разновидности: Var poralis (из Тазовой губы), Var. Altaraica, Var. Saiahnensis, а также lenensis u baicaltnsis.

Лиственница сибирская естественно произрастает на огромной территории от р. Оби на западе до низовий Енисея на севере, от южного Байкала на востоке и по всему Алтаю до хребта Тарабогатой г. Саур на юге с переходом за рубежом в Монголию и до Тянь-Шаня. При интродукции в подзону хвойно-широколиственных лесов и лесостепь европейской части России лиственница сибирская лучше растет в восточной части этих природных зон.

Лиственница Сукачева - L. Sukaczewi Djil, описана Рупрехтом в 1845 г., Шафером в 1913 г. и В.Н. Сукачевым в 1924-1934 гг. в ранге подвида - климатипа лиственницы сибирской. В 1947г Н.В. Дылисом выделена в самостоятельный вид с естественным распространением на запад от Онежского озера и Белого моря до Урала и р. Оби на востоке, т.е. до западной границы ареала лиственницы сибирской.

Южная граница лиственницы Сукачева является граница таежных лесов европейской части России. При интродукции лиственница Сукачева лучше растет в центральной части подзоны хвойно-широколиственных лесов и лесостепи европейской части России (Дылис, 1981).

Лиственница даурская - L. Dahurica Turex (была названа в 1838г) и Larix Gmelini (в 1845г) - распространена на востоке от ареала лиственницы сибирской, в Средней и Восточной Сибири. Западную границу лиственницы даурской составляет водораздел Енисей - Лена, южную - Забайкалье, восточную - нижние течение Лены по Алдану к Охотскому мору, северная граница древесной растительности; на Восточном Таймыре достигает 72.5°с.ш. На границах своего ареала эта лиственница смешивается на западе с лиственницей сибирской, на востоке с лиственницей камчатской, на юга - востоке с Ольгиной, где образует ряд гибридов. Большие площади занимает гибрид лиственницы сибирской и даурской - лиственница Чекановского.

От Белого моря и р. Онеги на западе до Тихого океана на востоке и от арктической тундры и вечной мерзлоты на севере (72,5°с.ш., Таймыр) до сухих степей Сибири и гор Алтая на юге (46°с.ш.) произрастают лиственные леса, поднимаются в горах до верхней границы леса (Алтай - 2400м н. у. м.).

5.2 Биологические и лесоводственные особенности сосны обыкновенной

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) - вечнозеленое хвойное дерево семейства Pinaceae. Высота сосны обыкновенной обычно составляет 25-35 м, крона конусовидная или округлая. Диаметр ствола может достигать 1 м и более. Ствол малосбежистый. Ветвление мутовчатое. Нижняя часть ствола взрослых деревьев имеет толстую темную, сильно бороздчатую кору. Кора красно-бурая, глубоко-бороздчатая, на ветвях желтоватая, отслаивающаяся. Почки сосны удлиненно-яйцевидные, заостренные, длиной 6-12 мм, часто смолистые, окруженные треугольно-ланцетовидными, красно-коричневыми чешуями с прозрачным пленчатым краем. Хвоя располагается попарно, сизо-зеленая, несколько изогнутая, жесткая, длиной 4-7 см и шириной около 2 мм, с зазубренным краем. Выпуклая сторона хвои темно-зеленая, желобчатая с выделяющимися голубовато-белыми устьичными линиями. Мужские колоски многочисленные, серо-желтые, собранные у основания побегов текущего года. Женские побеги красноватые, одиночные или сидячие по 2-3 на загнутых книзу коротких ножках (Алексеев, Жмылев, Карпухина, 1997). Общий вид основных органов сосны обыкновенной приведен на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид основных органов сосны обыкновенной: 1 - охвоенная ветвь; 2 -микростробил; 3 - пыльца; 4 - макростробил; 8 - семенная чешуя с двумя семяпочками; 6 - семенная и кроющая чешуи сверху; 7 - две хвоинки и их разрез; 8 - всход; 9 - семя с крылышком и без него; 10 - семенная чешуя с двумя семенами и она же сверху (по Шиманюк, 1974)

Генеративные органы у деревьев, растущих на свободе, появляются в 15 лет, а у деревьев в плотных насаждениях - в 30-40 лет. Характерной особенностью сосны является периодичность семеношения, когда урожайные годы сменяются годами небольших урожаев или полных неурожаев. Годы с обильным семеношением повторяются через 3-5 лет. Цветение («пыление») сосны обыкновенной наблюдается в мае-июне; для созревания семян необходимо 2 года. Опыление осуществляется ветром. Шишки созревают в течение 18 месяцев (т.е. есть поздней осенью следующего года), поэтому на сосне всегда можно наблюдать шишки разного возраста и разных размеров. Молодые шишки зеленого цвета, потом они постепенно буреют. Зрелые шишки яйцевидно-конические, длиной до 7 см, сильно деревенеют Они одиночные (реже по 2-3), овально-конической формы, желтовато-серые, с одревесневшими семенными чешуями.

Семена удлиненно-яйцевидные, длиной 3-4 мм, с крылом в три раза превышающим длину семени. Раскрывание шишек и рассеивание семян происходит в конце зимы и ранней весной (март-апрель). Семена обладают хорошей всхожестью. При прорастании семени на поверхность выносится 5-7 трехгранных дугообразно согнутых семядолей. Вес 1000 семян, в зависимости от района произрастания, варьируется от 3,8 до 10 г (Каппер, 1954; Правдин, 1964).

Сосна характеризуется быстрым ростом, особенно в первые годы. Наибольший ежегодный прирост у деревьев происходит в возрасте 15-25 лет. Предельный возраст сосны обыкновенной оценивают в 300-400 лет, но известны деревья, возраст которых превышает 580 лет (Каппер, 1954; Правдин, 1964).

Рис. 3. Ареал распространения сосны обыкновенной (по Шиманюк, 1974)

Ареал сосны обыкновенной занимает значительную площадь умеренного пояса Евразии. На территории России сосна обыкновенная распространена в диком виде по всей лесной зоне, а также в лесостепи. В степных районах сосна обыкновенная может занимать возвышенности, произрастать на известняковых и меловых выходах, а также покрывать песчаные массивы в речных долинах (рис. 3).

Для сосны обыкновенной характерно формирование чистых лесов различных типов в самых разных экологических условиях: от бедных песков и меловых выходов до верховых болот. Кроме того, сосна обыкновенная может примешиваться к другим хвойным и лиственным лесообразующим породам. Большой ареал распространения и произрастание сосны обыкновенной практически в любых местообитаниях свидетельствуют о ее исключительной приспособляемости к внешней среде. Единственным экологическим фактором, к которому сосна обыкновенная проявляет консерватизм, является световой режим. Сосна относится к светолюбивым растениям.

В связи с высокой приспособляемостью сосна обыкновенная отличается большой морфологической изменчивостью и образует большое число форм. В различных частях ее ареала выделяют от 5 до 20 морфологических форм и до 10 экотипов сосны, с которыми эти формы часто связаны. В Сибири распространена сибирская форма, отличающаяся более выпуклым апофизом (выступом) семенных чешуи шишек (http://library.istu.edu/baikal/flora/sosna.htm). Особенно ярко зависимость от экологических условий проявляется в развитии корневой системы дерева. На достаточно сухих местообитаниях сосна характеризуется хорошо развитым стержневым корнем, в то время как на участках с близким залеганием грунтовых вод корневую систему формируют в основном боковые корни.

Высокая приспособляемость сосны обыкновенной к самым разнообразным экологическим условиям и быстрый рост на первых годах жизни привели к широкому использованию этой породы в разнообразных отраслях народного хозяйства. Древесина сосны обыкновенной - один из основных российских строительных и поделочных материалов. Сосна обладает мягкой смолистой древесиной с сильным смолистым запахом, хорошо колется и обрабатывается режущими инструментами. Сосновая древесина нашла широкое применение в жилищном строительстве и вагоностроении, мебельном и фанерном производствах. В ограниченном количестве древесина сосны может быть сырьем для бумажно-целлюлозной промышленности. Сосновые опилки являются основным сырьем для производства гидролизного спирта. При сжигании сосновой древесины, опилок, щепы при малом доступе воздуха получается сажа, идущая на изготовление красок, чернил, ваксы (Комплексная химическая переработка древесины, 2008).

Подсочкой сосны, то есть особыми надрезами на ее коре и древесине, получают смолу-живицу. Отгонкой с водяным паром из живицы извлекают скипидар и канифоль. Скипидар идет на производство лаков, он служит сырьем для синтеза камфоры и других соединений, имеющих применение в медицине и парфюмерии. Канифоль используют в мыловаренной, бумажной, резиновой, лакокрасочной промышленности, а также в медицине. Ею натирают смычки и струны музыкальных инструментов.

Кора сосны является источником дубильных веществ. Измолотую кору утилизируют при производстве заменителей пробки, линолеума, изоляционных плит.

Из свежих охвоенных сосновых веток («лапок») получают эфирное масло. Для этого «лапки» варят и обрабатывают с паром в течение 1,5-2 час. Выход масла в среднем составляет 0,2%. Сосновое масло применяют в парфюмерной промышленности и для приготовления иммерсионного масла. Остающаяся после отгонки масла фракция находит применение в лечебных учреждениях в качестве нервноукрепляющего средства под названием «сосновый экстракт для ванн».

Наряду с получением эфирного масла, охвоенные сосновые ветки используют для получения таких растительных пигментов как каротиноиды (провитамина А) и хлорофиллы, нашедшие широкое применение в косметическом производстве и сельском хозяйстве (в животноводстве).

Наконец, сосна обыкновенная - одно из древнейших лекарственных растений, используемых при лечении простудных заболеваний. В лечебных целях сосну применяли еще в Древнем Египте, Греции, Риме. В наше время медицинское использование имеют, прежде всего, сосновые почки, представляющие собой молодые вегетативные побеги в начальной стадии роста. В них содержатся эфирное масло, смола, горькие (панипик-рин) и дубильные вещества, аскорбиновая кислота, минеральные соли. Благодаря сложному составу содержащихся в почках биологически активных веществ они обладают отхаркивающим, мочегонным и дезинфицирующим свойствами. Лекарствами из них (чаще всего это отвары) лечат бронхиты и другие легочные заболевания. Почки сосны - составная часть грудного сбора, назначаемого в этих же целях (Кузнецова, 1984).

Лечебными свойствами обладает и хвоя сосны. Она содержит много аскорбиновой кислоты, поэтому настой из нее является эффективным средством предупреждения и лечения цинги и авитаминозов. Кроме витамина С, в хвое обнаружены дубильные вещества, флавоноиды, эфирные масла, кумарин, соли марганца, железа, меди, бора, цинка, молибдена, а также заметное количество каротина (провитамина А), витаминов К и Е.

Путем сухой перегонки из сосновой древесины получают деготь, который широко применяют в виде 10-30 %-ных мазей для лечения экземы, чешуйчатого лишая, чесотки и других заболеваний кожи. Сосновый деготь входит в состав серно-дегтярного мыла, мази Вишневского и др.

Таким образом, сосна обыкновенная - ценная лесная культура, имеющая важное народнохозяйственное значение.

5.3 Опыты с культурами лиственницы в смешанных с сосной насаждениях

Смешанные и сложные насаждения лиственницы являются лучшими по жизнестойкости, качеству стволов и общей продуктивности. Решающее значение имеет сложение древостоев по видовому составу и вертикальному размещению в пологе различных, по биологии и экологии древесных и кустарниковых пород, т.е. вертикальная их структура. Смешанные и сложные растительные сообщества слагаются из биологически совместимых компонентов, у которых требования к жизни различны, и в силу этого на единице площади одновременно может произрастать большее количество видов и особей. В смешанных культурах биологически совместимых компонентов усиливается интенсивность поглощения их корнями минеральных питательных веществ в 1,5-2 раза. Это происходит прежде всего за счет различной по времени интенсивности поглощения пищи каждым компонентом. Ярусность и многоярусность растительных и древесных сообществ есть показатель их морфологической, экологической, фитоценотической и биогеоценотической структуры. Каждый ярус слагается из растений одного типа роста и близкой экологии. Между растениями каждого яруса существуют свои, особые взаимоотношения, отличные от взаимоотношений между растениями в других ярусах и между ярусами. Каждый ярус в жизни всего лесного насаждения имеет свое определенное значение. В ярусах лесных насаждений выражено взаимное приспособление экологически различных растений. Нижние ярусы из теневыносливых пород в лесных биогеоценозах не допускают поселения в напочвенном покрове травянистой, особенно злаковой растительности ? злейшего врага леса, способствуют ускорению роста в высоту, очищению от сучьев и полнодревесности стволов деревьев верхнего яруса. Деревья верхнего яруса снижают крайности высоких и низких температур и этим предохраняют зябкие породы нижних ярусов от повреждений заморозками и солнцепеком.

В процессе взаимного влияния древесных растений в сложных древостоях лежат обусловленные ярусами изменения освещенности, температуры, проникновения к почве и задержания пологом осадков, влажности воздуха и почвы, состава и мощности напочвенного живого покрова, разложения отпада и формирования подстилки, корненаселенности, микро- и мезофауны. Все это определяет круговорот азота и зольных веществ, режим питания и энергию роста деревьев и древостоев, возобновление в них.

Окутывая и затеняя с боков стволы деревьев I яруса, особенно светолюбивых пород, II ярус и подлесок, слагающиеся из теневыносливых пород, благоприятно влияют на температурный режим и влажность воздуха, на задержание и использование пологом света, на распределение по ярусам углекислоты.

Необходимо остановиться на часто применяемом в производстве смешении лиственницы с сосной. Сосна обыкновенная биологически мало совместима с лиственницей и поэтому не может быть рекомендована для смешения с ней. Прежде всего, как светолюбивая порода сосна не может образовывать под лиственницей II яруса и поэтому или входит в полог лиственницы и конкурирует с ней, часто вытесняя последнюю, или, наоборот, отставая в росте от лиственницы, выпадает, не участвуя в формировании сложных и смешанных древостоев.

На бедных сухих песчаных и заболоченных торфянистых почвах в типах леса сухих, вересковых, брусничных боров, а также багульниковых, долгомошниковых, сфагновых и даже черничных с близкими грунтовыми водами местная сосна перегоняет в росте и вытесняет интродуцированную лиственницу, и культивировать ее в этих условиях нецелесообразно. На богатых супесчаных и суглинистых почвах в типах кисличных и сложных боров лиственница в зависимости от происхождения семян или вытесняет сосну, или вытесняется сосной. Исследования (Тимофеев, 1973), проведенные в Лесной опытной даче РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева и в Бронницком лесничестве Московской области, показали, что на мощнодерновых легких суглинках только лучшие и наиболее успешно произрастающие, близкие по географическим координатам северной широты и высоты над уровнем моря климатипы лиственницы Сукачёва и сибирской вытесняют сосну, но и они в смешении с сосной задерживаются в росте и снижают свою продуктивность. Что же касается климатипов лиственницы, отличающихся по географическим координатам широты и высоты над уровнем моря от места их выращивания, то они и на богатых почвах вытесняются местной сосной и для их сохранения необходимо оказывать им помощь путём ограничения роста сосен, т.е. производить рубки ухода с вырубкой сосны, или обрезкой у неё нижней части живой кроны. Приводим для примера основные таксационные показатели 19-летней лиственницы Сукачёва из семян разного происхождения в чистом произрастании и в смешении с местной сосной на мощнодерновом суглинке Бронницкого лесничества. Посадки лиственницы и лиственницы с сосной произведены одновременно -- весной 1952 г. одним способом, двухлетками из расчета 8 тыс. сеянцев на 1 га при смешении лиственницы с сосной рядами по 4 тыс. шт. каждой.

В одних и тех же условиях произрастания при одном режиме выращивания и за одни и те же календарные годы лиственница в зависимости от происхождения семян растет в чистом произрастании и в смешении с местной сосной различно, имеет разные высоту, диаметр и запас.

Наибольшие высоту, диаметр и запас имеет лиственница в чистом насаждении и в смешении с сосной, выращенной из семян Верхне-Волжского лесхоза Сокольского района Ивановской области, т.е. лиственница с южной границы её естественного произрастания и географических условий (58° с.ш. и 129 м. н. у. м.), близких к месту её культуры ? Бронницкому лесничеству (56° с. ш. и 180 м н. у. м.). В этих условиях у лиственницы в смешении с сосной ? высота 10,6 м, диаметр 10 см и запас 74,5 м3, а у сосны высота 9,3 м, диаметр 12 см и запас 75,3 м3, т.е. лиственница превышает сосну только по высоте ? на 1,3 м. В смежно же расположенной чистой посадке у лиственницы высота 12 м, диаметр 10 см и запас 168,2 м3. Таким образом, в чистом произрастании лиственница имеет большую высоту и больший запас и, значит, смешение её с сосной задержало её рост в высоту на 1,4 м и понизило запас на 18,4 м3 на 1 га, что составляет 0,9 м3 в год. В остальных 10 вариантах смешения разных климатипов лиственницы с местной сосной задержка сосной роста лиственницы выражена ещё резче. При этом с увеличением отклонения в происхождении семян лиственницы по северной широте и высоте над уровнем моря от места её выращивания (Бронницкого лесничества) высота, диаметр и запас лиственницы падают, у местной же сосны повышаются. Наименьшие диаметр ? 6 см, высота ? 7,4 м и запас ? 25,7 м3 имеет лиственница Сукачёва из семян наиболее северного происхождения от места их выращивания, а именно из Удорского района Коми АССР (64° с. ш.). В то же время диаметр ? 15 см, высота ? 9,6 м и запас 109,1 м3 сосны в этом варианте смешения с этой лиственницей наибольшие. Таким образом, лучшие и наиболее близкие по с. ш. и высоте н. у. м. к месту выращивания климатипы лиственниц растут быстрее, более устойчивы во взаимоотношениях с местной сосной и в лучших лесорастительных условиях могут её вытеснять, что имеет место, как отмечалось, в Лесной опытной даче РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, в Порецком лесничестве Московской области, в Ново-Дугинском лесничестве Смоленской области (Тимофеев, 1947, 1961, 1973).

В молодом возрасте (до 8-10 лет) во многих случаях даже средние по продуктивности климатипы лиственницы и в средних лесорастительных условиях растут быстрее местной сосны, но с 10-15 лет они начинают задерживаться в росте, и для этого необходимы меры ограничения в росте сосны (рубки ухода, обрезка кроны).

Торможение роста лиственницы сосной обусловливается затенением ветвями сосны с многолетней хвоей нижних ветвей лиственницы. Последние после этого не образуют хвои, в результате чего у лиственницы постепенно уменьшаются поперечник и длина кроны, что приводит к уменьшению световой и общей массы хвои и, как следствие, к задержке роста. Наступает это с периода смыкания крон лиственницы с сосной. До этого освещаемая солнцем на всю длину кроны лиственница растет дольше и быстрее сосны и имеет большую высоту, чем сосна. Затем эти преимущества лиственница утрачивает и при густом произрастании сосна перерастает и вытесняет более слабые климатипы и экземпляры лиственницы. В результате смешанные лиственнично-сосновые насаждения переходят в сосновые с примесью лиственницы. При этом на более бедных почвах и в худших лесорастительных условиях этот процесс проходит быстрее. Таким образом, взаимоотношения между лиственницей и сосной при их смешении и совместном произрастании определяются двумя условиями ? видом и экотипом лиственницы и лесорастительными особенностями местопроизрастания. Неучёт этих факторов приводит к отрицательным результатам лесовыращивания. Исследования дают основание считать, что такое смешение нецелесообразно и если оно проводится, то необходимо учитывать и формовой состав лиственницы, и лесорастительные условия выращивания, регулируя в нужных случаях взаимоотношения лиственницы с сосной.

Глава 6. Результаты роста и продуктивности лиственницы в смешанных с сосной насаждениях на объекте исследования

Вопрос оптимального подбора состава пород при создании лесных культур является одним их важнейших, от его решения во многом зависит последующий успешный рост и устойчивость искусственного насаждения. Особенно важен правильный подбор сопутствующих пород при создании лесных культур с участием интродуцированных пород. Обоснование типа смешения пород - начальный этап в проектировании лесных культур. Выбор типа смешения зависит от биологических особенностей пород и целей создания искусственных насаждений. При создании лесных культур лиственницы, на территории Московской области применялись все три основных типа смешения: древесно-теневой; древесно-кустарниковый; комбинированный.

Разносторонняя лесоводственная оценка чистых и смешанных насаждений имеет прямое отношение к вопросу взаимодействия древесных пород. В общебиологическом аспекте смешанные насаждения эффективнее чистых, поскольку наиболее полно используют среду и разностороннее влияют на неё. С лесоводственной точки зрения для суждения об эффективности тех или иных насаждений решающее значение имеет продуктивность как общая, так и целевой породы, выход целевых сортиментов, устойчивость насаждений и максимальная реализация наиболее ценных в данных условиях функций леса.

Чистые лесные культуры лиственницы в настоящее время производятся лишь на ограниченных участках, чаще всего в лесопарковых посадках. В лесных культурах промышленного значения лиственница, как главная порода, чаще всего сочетается с сопутствующими: елью, сосной, липой, реже с другими породами деревьями и кустарниками. Наиболее успешные результаты дали посадки по нижеприведенным схемам (Мерзленко, 1999).

Лиственница с елью и липой, густота посадки 5 тыс. сеянцев на га (лиственница 25 %, ель 50 %, липа 25 %). Цикл смешения следующий:

Л - Лп - Л - Лп

Е ? Е ? Е ? Е

Лп ? Л ? Лп ? Л

Расстояние между рядами лиственницы с липой 4 м. В рядах лиственница чередуется с липой через 1 м, расстояние между лиственницами 2 м. Между рядами лиственницы с липой на расстоянии 2 м высаживается ель через 1 м в ряду. Шаг посадки в рядах ели может быть 0,75 ? 1,25 м. Ель и липу в данной схеме можно заменить пихтой, кленом остролистным, липой крупнолистной и ольхой.

Лиственница с елью. Это самый распространенный и успешно применяемый тип лесных культур в зоне смешанных лесов. Имеется множество вариантов смешения с различной долей участия пород, с различным расстоянием междурядий и количеством саженцев на гектар.

Лиственница с липой высаживается чаще в равных количествах, или с преобладанием липы, при порядном смешении пород.

Лиственница с различными сопутствующими породами и кустарниками. Лиственницы 25 % (1250 шт.); сопутствующие 50 % (2500 шт.); и кустарники 25 % (1250 шт.); всего на 1 га 5 тыс. растений. Цикл смешения следующий:

Л ? к ? Л ? к ? Л ? к

Соп ? Соп ? Соп ? Соп ? Соп ? Соп

к ? Л ? к ? Л ? к ? Л

Смешивать лиственницы непосредственно с сосной нецелесообразно и не рекомендуется, так как породы очень близки по своим экологическим потребностям, тем не менее, смешанные этих пород довольно часто встречаются в посадках конца ХIХ - начала ХХ века. При ведении интенсивного хозяйства смешанные сосново-лиственничные культуры, с долей лиственницы при посадке в 10 - 25 %, значительно превышают продуктивность чистых сосновых насаждения (Левдик, 1954). В настоящее время при смешении данных пород рекомендуется разделение их другими древесными или кустарниковыми породами.

6.1 Продуктивность и состав смешанных с сосной насаждений в зависимости от вида и экотипа лиственницы

Уникальный лесокультурный опыт, позволяющий получать ответы на вопросы о взаимовлиянии различных видов лиственницы при совместном произрастании с сосной, елью, липой и кленом заложен в 50-е годы ХХ века при консультациях В.П. Тимофеева лесничим Бронницкого лесничества Виноградовского лесхоза П.И. Дементьевым.

В 2011 г. на данных посадках проведен сплошной перечет, результаты которого позволяют сделать выводы о перспективности создания смешанных лиственничных насаждений. Обследование елово-лиственничных лесных культур не проводилось на площадях, где лиственница выпала.

Лиственница сибирская наиболее представленный, 15 экотипами, вид в географических культурах на территории Бронницкого лесничества. Структура и продуктивность различных экотипов лиственницы сибирской в смешении с сосной обыкновенной, местного происхождения представлена в таблице 12.

В смешении с сосной обследовано 12 экотипов. Лиственницы Сукачева в смешении с сосной представлена в 13 экотипах. Лиственница европейская в смешении с сосной представлена в 5 экотипах.

Таблица 12. Состав и продуктивность насаждений созданных смешением сосны обыкновенной и различных экотипов лиственницы сибирской