Естественное возобновление леса

Для устройства противопожарных разрывов, ухода за ними, разрубке квартальных просек, устройству дорог, необходимо приобретение гусеничных тракторов (по одному на каждое лесничество).

Из средств связи количество приобретения переносных радиостанций «KENWOOD» взято из расчета по одной на лесничего, помощника лесничего и мастера леса: количество автомобильных радиостанций - из расчета одна на пожарной автомашине и одна на машине лесничего.

Остальные виды приобретений проектируются в объеме, необходимом для доукомплектации пожарно-химических станций оборудованием и инвентарем, согласно утвержденным приказом Комитета лесного хозяйства 02.08.96 «Положение о пожарно-химических станциях».

Противопожарная безопасность в лесу

Лесные пожары наносят народному хозяйству громадный и разнообразный ущерб. От них страдают, а нередко и гибнут леса, заготовленная древесина, постройки в лесу. Поврежденные пожаром древостой снижают прирост, в них распространяются вредители и грибные болезни. Гари превращаются в очаг заразы для соседних участков здорового леса. Таким образом, после пожаров усыхают не только поврежденные огнем древостой, но и здоровые деревья, растущие по соседству.

Кроме того, при пожарах сгорает подрост и подстилка. Условия лесовозобновления ухудшаются и нередко приводят к смене пород. Так, на месте сгоревшего елово-пихтового леса появляется самосев березы и осины. Хвойные породы заселяют выгоревшую площадь только через много лет, уже под подогом лиственных.

Под влиянием огня минеральный слой почвы уплотняется, образуя непроницаемую для воды и воздуха корку. Отмершие корни усохших деревьев не высасывают воду из нижних слоев почвы, в результате чего происходит заболачивание всей площади гари.

Лесные пожары уничтожают или разгоняют промысловых зверей и птиц, лишая государство ценной пушнины. В лесах водоохранного значения пожары нарушают водный режим местности, способствуют обмелению рек, размыву берегов и ухудшению речного судоходства. Наконец, пожары уничтожают запасы травы, сена, торфа, снижают урожай ягод, грибов.

Громадные убытки наносят лесные пожары и сельскому хозяйству, в результате которых гибнет урожай сельскохозяйственных культур.

Лесные пожары возникают от неосторожного обращения с огнем и несоблюдения правил пожарной безопасности в лесу. Непогашенный костер, оставленный лесорубами, пастухами, сборщиками ягод или случайными прохожими, брошенная спичка или окурок, охотничьи пыжи из пакли, бумаги или других тлеющах материалов -- все это может послужить причиной пожара. Кроме того, пожары возникают от искр паровозов, тепловозов, проходящих через лесные массивы без искроуловителей на трубах, от тракторов, автомобилей и другой техники. Причиной пожара нередко служит несоблюдение правил пожарной безопасности при дегтекурении, углежжении и некоторых других работах. Много лесных пожаров возникает при выжигании леса и старой травы на предназначенных для сенокошения участках, при пуске сельскохозяйственных палов. Наконец, пожары могут возникать и от природных причин - молний и самовозгорания слежавшегося покрова, что случается сравнительно редко.

Большинство лесных пожаров возникает по вине человека. Для их предупреждения необходимо проводить профилактические мероприятия.

Лесные пожары возникают чаще всего весной (в мае), когда подсохший прошлогодний травяной покров не успел зарасти свежей растительностью, а также осенью (в августе - сентябре) до наступления осенних дождей, когда травиной покров, выросший в текущем году, высыхает. Время наибольшей горимости лесов меняется, в зависимости от погоды места и других условии. При продолжительной жаркой и сухой погоде пожары могут возникать в течение всего лета, независимо от наличия сухого травяного покрова, так как в лесу всегда много горючего материала.

Наибольшая пожарная опасность возникает при захламленности лесов и плохой очистке вырубок от порубочных остатков валежа и хлама.

Лесные пожары бывают трех видов: низовой, верховой и подземный. Низовые пожары подразделяют на беглые и устойчивые. При низовом пожаре огонь движется по поверхности почвы и сжигает лесную подстилку, траву, мелкие сучья, шишки, валежник и подрост, обжигает комлевые части стволов у деревьев. Хвойные породы с тонкой корой (ель и пихта) повреждаются таким пожаром больше, чем породы с толстой корой (сосна и лиственница).

Более опасными считаются медленно движущиеся устойчивые низовые пожары. Они обычно развиваются в середине лета, когда сильно просыхает подстилка. При них глубоко прогорает подстилка, сильнее повреждаются живые деревья, полностью сгорает подрост, подлесок. Дым от низового пожара светлосерого цвета.

При верховом пожаре огонь распространяется по кронам деревьев, при этом горят стволы, ветви и хвоя; нехры и головешки ветер относит далеко вперед, создавая новые очаги пожара. Скорость движения огня достигает 3-5 км/ч, а при ураганном ветре - 20 км/ч и более. Дым от верхового пожара темно-серого цвета.

При подземном (торфяном, почвенном) пожаре горит перегной и торф. Пожар проникает на глубину всего торфяного слоя или доходит только до его мокрой части. В сторону, он распространяется медленно, всего несколько метров в сутки, причем огонь часто даже не выходит на поверхность. По мере выгорания торфа сгорает и корневая система деревьев, которые постепенно вываливаются вершиной к центру очага горения. Такие пожары создают сильную захламленность и увеличивают пожароопасность. Дым от подземного пожара едкий, с сильным запахом торфа. Число подземных пожаров составляет 0,5--1%, а их площадь -- менее 1%.

Хвойные леса более пожароопасны, чем лиственные, причем в сосновых древостоях чаще возникают беглые пожары. Развиваясь, пожары приобретают определенную форму. При равномерном распространении огня в безветренную

погоду на ровной местности форма пожара округлая. Неравномерная (разносторонняя) форма наблюдается при переменном ветре, пересеченной местности, разнородных горючих материалах; эллиптическая (вытянутая) -- при одностороннем ветре на ровной местности.

Противопожарные мероприятия. Все мероприятия по борьбе с лесными пожарами подразделяют на две группы: предупредительные и мероприятия непосредственной борьбы, или ликвидация пожаров. Наибольшее значение имеют предупредительные мероприятия, так как сохранить лес от пожара гораздо легче, чем потушить его. Цель предупредительных мероприятий создать такие условии, при которых лесные пожары совсем бы не возникали.

В предупредительные мероприятия входят: противопожарная техническая пропаганда; очистка лесосек и борьба с захламленностью леса; устройство противопожарных разрывов, защитных полос и канав;

профилактические мероприятия по горельникам, лесным, автомобильным и железным дорогам, на лесокультурных работах, лесоразработках, расположенных в лесу предприятиях и сооружениях;

дозорно-сторожевая противопожарная служба и метеослужба;

авиапатрулирование и наземное патрулирование.

Противопожарные мероприятия проводят повсеместно и особенно среди населения, работающего и отдыхающего в лесу. Формами пропаганды являются: беседы, лекции, доклады; радио_: и телепередачи, статьи в газетах и журналах;, лозунги, плакаты, аншлаги, листовки, брошюры; демонстрация специальных кинофильмов; организация уголков леса, лесных музеев, кружков друзей леса, проведение дней леса, дней птиц, экскурсий по лесу; предупреждения с помощью мегафонов и звукоусилительных аппаратов; организация добровольных пожарных бригад и команд, проведение учебных занятий по борьбе с пожарами и т. д.

Основные темы пропаганды: значение леса в народном хозяйстве и необходимость его охраны; меры предупреждения лесных пожаров и формы участия населения а борьбе с ними; тактика и техника борьбы с лесными пожарами и т. д.

Особое, внимание обращают на работу с охотниками, рыболовами,. пастухами, геологоразведчиками, путевыми обходчиками, лесными рабочими, пионерами и школьниками, а также населением, отдыхающим в лесу.

Большое значение имеет устройство специальных мест для отдыха и курения в лесу и вдоль лесных дорог, где на площадках (3X3 м), очищенных от дернового слоя, устанавливают скамейки, столики, навесы.

Соблюдение пожарной безопасности в лесу

В пожароопасный сезон запрещается: разводить костры в хвойных молодняках, старых горельниках, в ветровальном и буреломном лесу, на торфяниках и неочищенных вырубках, н местах с сухой травой, под кронами деревьев; а остальных местах допускается разведение костров на плошадках, окаймленных минерализованной полосой шириной не менее 0,5 м; ненужный костер должен быть тщательно засыпан землей или залит водой до полного прекращения тления;

бросать в лесу горящие спички, окурки;

употреблять при охоте в лесу пыжи из легковоспламеняющихся или тлеющих материалов;

заправлять горючим топливные баки при работающем двигателе, работать на машинах с неисправной системой питания, курить или пользоваться открытым огнем вблизи машин, заправляемых горючим.

Организации, работающие в лесу, обязаны:

очищать места работ от лесного хлама и оставшейся древесины;

хранить топливо-смазочные материалы в закрытой таре на площадках, окаймленных минерализованной полосой шириной не менее 1,4 м;

уведомлять лесхозы о местах и времени проведения корчевки пней взрывным методом;

иметь в местах работ противопожарное оборудование и средства для тушения лесных пожаров;

создавать в пожароопасный сезон пожарные дружины, проводить инструктаж с работающими о соблюдении правил пожарной безопасности в лесах и способах тушения пожаров.

Противопожарные разрывы -- это специально созданные просеки с минерализованными защитными полосами. Разрывы делятся на магистральные шириной 30--50 м, барьерные шириной 6--10 м и квартальные просеки шириной 4--6 м с опаханном дорогой или минерализованной полосой посередине. Они препятствуют продвижению огня, служат исходным пунктом для пуска встречного огня, производства отжигов и являются трассой для создания дорог. Цель противопожарных разрывов -- разделить, крупные пожароопасные участки леса на более мелкие.

Разрывы должны соединяться с противопожарными барьерами (реками, лиственными лесными. массивами), создавая изолированные лесные участки небольших размеров. Разрывы очищают от лесного хлама, на них проводят 1--2 минерализованные полосы шириной 4-5 м или прокладывают дорогу с охранными опаханными полосами шириной 1--3 м.

4 Собственные исследования

4.1 Цель и задачи исследования

Целью выполнения данной дипломной работы явилось изучение процесса естественного возобновления деревьев в лесу.

Появление самосева и подроста на местах вырубленного леса или на безлесных пространствах называют возобновлением леса. Естественное стихийное возобновление происходит без участия человека, естественное преднамеренное - с участием человека и регулируется определенной системой мероприятий (способами рубок, мерами содействия естественному возобновлению до рубки и др.).

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- изучение понятия о естественном возобновлении леса

- изучение содействия естественному возобновлению леса

- изучение мер по сохранению подроста

- изучение фокторов способствующих естественному возобновлению леса

- изучение основ лесовосстановления в ленточных борах Прииртышья

4.2 Материал и методы исследования

Данная работа выполнялась на территории соснового бора Прииртышья, в частности Семипалатинского филиала ГУ ГЛПР «Семей орманы» с 01 мая по 31 декабря 2007 года. Все работы проводились по общепринятым методикам и намеченной схеме исследований (рисунок).

Рисунок 1. Схема исследования

В насаждениях под пологом леса и на лесосеках или вырубках, где проводили оценку естественного возобновление для проектирования практических мероприятий, закладывались пробные площади размером 50x50 м, 50x100 м, 100Х100 м или отграничивают узкие полосы в виде лент.

На отграниченных участках располагались либо рядами, либо по диагонали учетные площадки, размер которых зависит от возраста самосева и подроста. При возрасте 1--5 лет рекомендуется закладывать учетные площадки размером 1x1 м или 2X2 м. В тех случаях, когда подрост имеет возраст 6--10 лет, размер учетных площадок увеличивают до 5--10 м²; при возрасте 11 --15 лет --до 0,1--0,2 га со сплошным учетом подроста.

Учетные площадки отграничивают в количестве 15--25 на пробной площади. В отдельных случаях при однообразных составе и форме насаждений отбивают пробную площадь 0,5--1 га и на ней закладывают до 25 учетных площадок.

Пробная площадь №1 была заложена в 21 квартале, 5 выделе. На данном участке условия местопроизрастания, тип леса - сосняк. В 1955 году здесь были созданы смешанные лесные культуры сосны обыкновенной, дуба. Схема посадки 2,5*0,75 м. Средняя густота 5333 шт/га. Культуры созданы вручную под меч Колесова. Площадь пробы составила 0,5 га (60 х 80 м). На пробе учтено 291 деревьев сосны, из них 32 сухостойных. Присутствует подрост тополя, березы.

Пробная площадь № 2 заложена в квартале № 11, выделе 11. Это 69-летние культуры сосны обыкновенной. Схема посадки 2,5х1,0 м. Исходная густота 4 тыс. шт/га. Здесь нами было замерено 254 дерева сосны обыкновенной и 85 деревьев березы.

Пробная площадь № 3 была заложена в квартале № 13, выделе 4 . Рельеф участка ровный. В 1935 году здесь были созданы культуры сосны обыкновенной. Схема посадки 2,5x1,0 м. Площадь пробной площади составила 0.4 га (50 х 80 м). При перечете было измерено 253 дерева сосны.

Пробную площадь № 4 мы заложили в квартале № 33, выделе 3. Тип леса на данном участке - сосняк. Возраст культур 49 лет. Схема посадки 2,5x0,75 м. Площадь пробы составила 0,5 га (60 х 80 м). На всей пробной площади было измерено 251 деревьев сосны.

Пятая пробная площадь была заложена в квартале № 22, выделе 4 Возраст культур 69 лет. Схема посадки 2,5х 1,0 м. Площадь пробы составила 0,5 га (50 х 100 М). На пробной площади было учтено 252 дерева сосны.

Для определения таксационных показателей закладывались пробные площади в наиболее характерных участках лесной полосы, не имеющих очагов отпада антропогенного характера. Для получения достоверных результатов с точностью 95 % на каждом участке обмерялось количество деревьев главной породы, рассчитываемое по формуле:

N = tІ x vІ / pІ

где N- количество обмеряемых деревьев главной породы;

t - Критерий Стьюдента, который равен 1,96 при вероятности 0,95;

V -коэффициент вариации;

Р - точность оценки средней величины, при 0,95 равная 5 %.

Для характеристики древостоя производилась детальная таксация, при которой для каждого дерева мы измеряли по породам диаметр на высоте 1,3 м|с точностью 0,1 см, для каждой ступени толщины измеряли по 3 высоты маятниковым высотомером. Средний диаметр вычислялся как среднеквадратический. через площади поперечного сечения среднего дерева.

Для определения средней высоты древостоя, мы установили среднюю высоту каждой ступени толщины. В каждой ступени толщины были замерены на пробе высоты трех деревьев и по ним установили среднюю высоту ступени толщины. Среднюю высоту насаждения мы находим графически, используя в таксации закономерность: среднему диаметру насаждения соответствует средняя высота. Для этой цели строится график, на оси абсцисс которого откладываются ступени толщины, а на оси ординат - соответствующие диаметрам высоты. Средняя высота затем устанавливается по вычисленному среднему диаметру насаждения.

Запас насаждения определяется для каждого элемента леса по объемным таблицам с двумя входами по диаметру и высоте. По диаметру (ступени толщины) и графически сглаженной высоте находят сначала объем одного дерева, а затем запас ступени. Общий запас на пробе устанавливается по формуле:

М = У₁n₁ + У₂п₂+...+У_nn_n;

где М - общий запас на пробе, м ; V - объем одного дерева по ступеням толщины, м³; n - число деревьев по ступеням толщины.

Полноту насаждения на пробе устанавливаем по соотношению суммы площадей сечения древостоев с соответствующей площадью сечения, показанной в стандартной таблице сумм площадей сечений и запасов нормальных насаждений при полноте 1,0.

Состав древостоя определяем в долях участия каждой породы в общем запасе. Класс бонитета определяем при помощи общебонитеровочной таблицы по среднему возрасту и средней высоте древостоя.

4.3 Результаты исследования

ПОНЯТИЕ О ВОЗОБНОВЛЕНИИ ЛЕСА

Появление самосева и подроста на местах вырубленного леса или на безлесных пространствах называют возобновлением леса. Возобновление леса бывает естественным стихийным, естественным, преднамеренным (рис. 39), искусственным и смешанным.

Естественное стихийное возобновление происходит без участия человека; естественное преднамеренное --с участием человека и регулируется определенной системой мероприятий (способами рубок, мерами содействия естественному возобновлению до рубки и др.). Искусственное возобновление осуществляется посевом семян или посадкой саженцев после их выращивания в специальных древесных питомниках. Смешанное возобновление представляет собой сочетание естественного и искусственного, когда к недостаточному естественному возобновлению подсевают семена естественным путем, либо к высаженным лесокультурам добавляют естественный самосев, которые в дальнейшем участвуют в формировании лесного полога.

Естественное возобновление бывает семенным и вегетативным. Насаждения, образованные естественным семенным- путем, отличаются долговечностью и высокой производительностью. Насаждения, сформировавшиеся естественным вегетативным путем, менее долговечны, и хотя лес вегетативного происхождения растет в молодом возрасте быстрее, чем семенной,- и скорей достигает спелости, качество древесины и выход ценных сортиментов в нем остаются низкими из-за искривления стволиков и поражения их различными заболеваниями, успешно развивается самосев естественного асто в наших лесах встречается естественное "смешанное-возобновление леса. Насаждения, которые имеют деревья семенного и вегетативного происхождения, являются сложными.

Такие древостои обычно состоят из двух ярусов древесного полога одной породы или разных. Первый ярус, как правило, составляют древесные породы семенного происхождения. Сложные по форме древостой могут образовываться из древесных пород семенного происхождения. И этом случае они являются смешанными по составу.

Семенное естественное возобновление подразделяют на следующие категории: I) предварительное стихийное, когда под пологом леса образуется самосев независимо от деятельности человека; 2) предварительное преднамеренное, когда за 2--3 года до рубки спелого леса прореживают верхний полог, вызывая тем самым обильное плодоношение, или проводят рыхление почвы под пологом леса перед семенным годом; 3) последующее стихийное, когда вырубаемые площади заселяются стихийно без участия человека, в этом случае вырубки могут быть заселены нежелательными древесными породами; 4) последующее преднамеренное, когда освобожденные из-под леса площади заселяются главными целевыми древесными породами в результате ранее продуманных мероприятий (оставления семенников, семенных куртин, стен старого леса, использования почвенного запаса семян и т. д.).

Различают еще сопутствующее возобновление, когда обсеменение мест рубок происходит в процессе постепенных и выборочных рубок леса.

При искусственном лесовосстановлении, особенно быстрорастущими древесными породами и с плантационным ведением хозяйства, в основном решается проблема воспроизводства древесины -- одного, хотя и весьма важного, вида лесных ресурсов; плантационное хозяйство не может в полной мере воспроизводить все полезности леса. В связи с этим сохраняется исключительно важное значение лесов естественного происхождения как основного носителя и производителя всех важнейших полезных функций леса. Поэтому далеко не во всех случаях предпочтительно искусственное создание лесов.

Преимущества естественного возобновления с точки зрения биологии и экономики подчеркивали Г. Ф. Морозов (1930, 1949, 1971), Л. И. Яшнов (1931), В. II. Тимофеев (1968), И. С. Мелехов (1966) и др. При естественном возобновлении сохраняются более благоприятные водно-физические свойства почв, что имеет весьма важное значение для формирования высокопродуктивных будущих древостоев; исключается необходимость применения лесовосстановительной техники в труднопроходимых условиях, а также раскорчевки пней на вырубках.

Однако успех дела может решить не само по себе складывающееся естественное возобновление, а целенаправленная лесоводственно-эффективная и экономически приемлемая система рубок, которую следует применять с учетом лесорастительных районов и типов леса, условий обсеменения, региональных особенностей естественного возобновления хвойных пород и соответствия условий среды биологическим особенностям самосева и подроста. Так, при выборочных рубках создаются лучшие условия для возобновления, при сплошных концентрированных рубках-- худшие, причем при тракторной трелевке и неорганизованной лесосеке естественное возобновление леса в течение длительного времени не обеспечивает восстановления материнской хвойной породы. Еще В. Я. Добровлянский (1888), анализируя сведения о естественном возобновлении вырубок на площади 83 тыс. десятин, полученные из обследования сосновых лесов в 27 губерниях и 242 лесничествах, отмечал, что половина их не возобновилась сосной. Н. К. Генко (1900), исследовавший неудовлетворительно возобновившиеся вырубки в целях улучшения этого процесса предложил проводить трехприемные семенолесосечные рубки. Г. Ф. Морозов (1909) указывал, что плохое естественное возобновление сосны при разных способах рубок объясняется шаблонным их применением, что способ рубок должен соответствовать природе соснового леса вообще и природе данного типа в частности, а также экономическим условиям места и времени.

Естественное возобновление леса -- процесс динамичный, и его успешность определяется множеством факторов, основными из которых являются тип леса, структура насаждений, биологические особенности древесных пород и лесорастительные условия. Например, хвойные вырубки зачастую заселяются осиной и березой не только в силу их способности быстро обсеменять новые места, но и потому, что им подходят почвенно-климатические условия.

А. П. Шиманюк (1955) разделил сосновые типы леса Северо-Западного района на четыре группы по их способности к возобновлению; при этом он отметил, что в наиболее распространенных во всех районах тайги сосняках-черничниках естественное возобновление идет чаще всего через смену пород. В сложных и травяных борах, в кисличниках смена пород вообще неизбежна и лесо-восстановление материнской породой возможно только искусственным путем. Он составил ряд типов леса по возрастающей интенсивности смены пород: боры вересковые, брусничные, зеленомошно-мшистые и лишайниковые (или беломошники), сосняки долгомошные и сфагновые, боры черничные, кисличные, травяные, сложные с подлеском из липы и других кустарников, сосново-елово-лиственничные с подлесом из липы, сосново-еловые и сосново-елово-лиственничные.

По материалам исследований В. Г. Чертовского (1972), естественное возобноление характеризуется в целом как успешное.

И. С. Мелехов (1958, 1972), отмечая успешный ход естественного возобновления концентрированных вырубок, подчеркивал преимущественное появление березы, участие которой возрастает по мере увеличения влажности почвы. Еще в 30-х годах, когда не было на лесосеках такой техники и не в такой мере нарушалась лесорастительная среда, он отмечал, что не во всех условиях хвойные вырубки возобновляются материнской породой.

Возобновительные процессы на вырубках северных лесов описывают по типологии вырубок, разработанной И. С. Мелеховым (1954, 1958, 1962, 1964), который разделял их на 2 группы: с сохранением покрова, приспособившегося по своей экологии к условиям сплошных вырубок, и с резким изменением растительного покрова после рубки. Тип вырубки определяется ходом естественного возобновления: при быстром и успешном возобновлении растительный покров не меняется совсем или меняется ненадолго -- с началом хорошего возобновления прежняя растительность часто восстанавливается; появление же новых видов растительности и продолжительное произрастание их на вырубке может создать новые условия, которые надолго задержат естественное возобновление не только хвойных пород, но и лиственных.

Количество подроста под пологом связано с рядом факторов, но характер их проявления зависит от густоты и возрастной структуры насаждений, от сомкнутости полога. Подроста больше, как правило, в разновозрастных, перестойных и низкополнотных насаждениях.

(Нилов, 1972). По утверждению автора, в облесении лишайниковых вырубок главную роль играет сохранившийся при лесозаготовках молодняк сосны. Обычно в этом типе подроста бывает до 200 тыс. на 1 га, поэтому если останется половина, то к 4--5 году после рубки насчитывается 40--60 тыс. сосенок на 1 га; последующее возобновление проходит успешно, и через 3--4 года количество самосева достигает 6 тыс. на 1 га. В целом лишайниковые вырубки относятся к категории удовлетворительно возобновляющихся и основными мероприятиями по лесовосстановлению следует считать сохранение подроста при лесозаготовках. Вересковые вырубки обычно возобновляются за счет молодняка предварительной генерации, хотя и последующее возобновление сосны проходит успешно. К 5 годам имеется в среднем 6,5 тыс. самосева сосны, а через 9--10 лет после рубки количество молодняка сосны увеличивается до 14-- 15 тыс. на 1 га. Вейниковые вырубки возобновляются обычно замедленно, особенно в связи с сильным разрастанием травяного покрова. Самосев сосны, появившейся сразу после рубки, растет лучше, чем сосенки, поселившиеся в период максимального разрастания вейника. В целом к 10 годам на вырубке насчитывается около 20 тыс. шт. за счет незначительного количества предварительного возобновления и в основном за счет молод-?яка последующего возобновления. Кипрейно-вейниково-паловые вырубки возобновляются в основном за счет последующего возобновления, причем основная масса самосева сосны появляется обычно в первые 2--3 года (до 3--4 тыс. на 1 га), а через 7--8 лет количество его достигает 10 тыс. Сфагновые вырубки удовлетворительно возобновляются за счет предварительного хвойного молодняка, а последующее возобновление проходит замедленно. К концу первого 10-летия насчитывается 2-- 2,5 тыс. шт. самосева сосны и поселяется до 10 тыс. самосева березы.

Естественное возобновление сосны на вырубках из-под сосняков-брусничников протекает удовлетворительно как за счет подроста, так и за счет самосева. Характерно, что вырубки давностью 10 лет и больше, как правило, возобновлены сосной последующих генераций, количество которой в зависимости от наличия и характера обсеменителей варьируют в пределах от Зтыс. шт. при обсемении только от стен леса до 15 тыс. шт. в количестве семенников сосны 10--20 шт/га. Лесовозобновительные процессы на более свежих вырубках (4 года и менее) еще не закончены, поэтому число деревьев сосны здесь не превышает 2 тыс. шт. или она практически отсутствует. Однако на этих вырубках отмечено достаточное количество подроста сосны предварительного возобновления, сохраненного при лесозаготовках и составляющего 20--40% общего количества подроста и самосева.

В возобновлении вырубок сосняков-черничников хвойными породами большую роль играет подрост предшествующего возобновления, если же его нет, то возобновление идет со сменой пород. Вместо вырубленных насаждений с преобладанием сосны формируются молодняки с преобладанием березы и участием елового подроста. Характерной особенностью возобновления вырубок из-под сосняков-долгомошников является то, что этот процесс происходит в первые 2--3 года после рубки, пока покров из кукушкина льна сравнительно небольшой мощности и не препятствует поселению сосны. Особенно обильный самосев сосны на расстоянии до 20 м от семенников и стен леса. Так, на 4-летней сплошной вырубке насчитывалось 13 тыс. шт/га самосева сосны в основном в возрасте 3--4 лет, а также около 7 тыс. шт/га самосева березы; высота и тех и других на лесосеках старше 5 лет бывает примерно одинакова, что приводит в этих условиях к формированию молодняков с преобладанием хвойных и без ухода за ними. При отсутствии предварительного возобновления и обсеменителей сосны долгомошные вырубки, как правило, возобновляются березой. Можно считать, что береза в этих условиях играет положительную роль. По данным Н.Е. Декатова (1961), при достаточном лесовозобновлении древесная растительность подавляет разросшиеся мхи и способствует разболачиванию вырубок. Наиболее успешно возобновляются сосной вересковые вырубки, несколько хуже -- еловые.

Вырубки из-под ельников-кисличников возобновляются в большинстве случаев лиственными породами, ель представлена в основном подростом предварительного возобновления в небольшом количестве. Последующее возобновление ели затрудняет сильная задернелость, препятствующая прорастанию семян. В ельниках-черничниках обычно бывает значительное количество хвойного подроста и самосева, достаточное для формирования хвойных молодняков рубками ухода.

Обобщение материалов обследований предварительного возобновления под пологом спелых и перестойных насаждений показывает, что в подавляющем большинстве насаждений имеется подрост хвойных пород

Площадь распространенных в подзоне средней тайги сосняков-черничников и брусничников с количеством благонадежного хвойного подроста более 3 тыс. шт/га составляет 70--75%. В низкобонитетных сфагновых сосняках естественное возобновление под пологом спелых и перестойных насаждений значительно хуже -- 33% их имеют количество подроста менее 3 тыс. шт/га, а на 38% площади возобновление вообще отсутствует. В сосняках-зеленомошниках подзоны южной тайги менее 3 тыс. шт/га подроста насчитывалось в 26% сосняков брусничных, 55% кисличных и 25% черничных; в подзоне средней тайги эти показатели составляли 16, 50 и 15%. В наиболее производительных типах сосновых лесов зеленомошынковой группы возобновление под пологом леса в значительной степени представлено елью. В сосняках кисличных подзоны средней тайги еловый подрост преобладает на 65% площади, в черничных на 40% и в брусничных на 23%. В подзоне южной тайги под пологом сосновых насаждений еловый подрост встречается в сосняках кисличных на 76% площади, в черничных на 39% и в брусничных на 23%. Все это говорит о возможной смене сосны елью.

В еловых насаждениях подзоны средней и южной тайги наблюдается высокая обеспеченность благонадежным хвойным подростом. Наиболее распространены черничные и долгомошные типы леса, и в них площади г подростом более 3 тыс. шт/га 54 и 67%. Еловые насаждения подзоны южной тайги в еще большей степени обеспечены подростом, чем в подзоне средней тайги. Площадь наиболее распространенных ельников-черничников с количеством благонадежного подроста более 3 тыс. шт/га составляет 80 и ельников-долгомошников 71%.

Хвойный подрост, главным образом еловый, в довольно больших количествах имеется и под пологом лиственных и лиственно-хвойных насаждений: более 3 тыс. шт/га на 61% площади березняков и 66% осинников в подзоне средней тайги. В поздоне южной тайги обеспеченность хвойным подростом под пологом спелых и перестойных лиственных насаждений еще выше. В среднем площадь березняков с количеством хвойного подроста более 3 тыс. шт/га составляет 75 и осинников 84%, что на 14--18% превышает аналогичные показатели насаждений подзоны средней тайги. Под пологом лиственных древостоев количество хвойного подроста часто превышает количество подроста в ельниках. Кроме того, этот подрост после рубки оказывается более устойчивым, чем в еловых насаждениях, так как, произрастая в условиях гораздо большей освещенности, он оказывается более приспособленным к резкому освещению при вырубке материнского полога.

Процессы естественного возобновления па вырубках изучали многие исследователи (Ткаченко, 1931; Мелехов, 1954, 1958, 1959, 1962, 1972: Шиманюк. 1955; Побединский 1961, 1966, 1970, 1973; Колданов. 1966; Моисеев. 1971; Чертовской, 1969, 1972; Львов, 1971 и др.). Обобщение получ?нных данных дает основание отметить, что естественное возобновление вырубок в лишайниковой группе типов леса происходит, как правило, сосной, смены другими породами практически не бывает. Процесс естественного возобновления в лишайниковых борах протекает весьма различно: иногда он начинается сразу же после рубки, но часто растягивается на много лет. К этой группе типов леса по характеру возобновления стоят очень близко вересковые и вересково-брусничные типы леса. Успех возобновления во многом зависит от количества и степени развития верескового покрова. По степени возобновляемости сосной вересковые и другие близкие к ним типы леса можно поставить на первое место, так как сосна занимает господствующее положение даже на огромных площадях концентрированных вырубок, редко уступая место ели и лиственным породам. В этом типе леса оставляемые семенники оказываются более устойчивыми.

А. В. Побединский (1973) отмечал, что при соблюдении элементарных лесоводственных требований на многих вырубках можно обеспечить возобновление хвойных пород естественным путем и в приемлемые для лесного хозяйства сроки. Изучение состояния молодняков, возникших на вырубках естественным путем, и анализ затрат труда на их выращивание дают основание утверждать, что такие молодняки имеют вполне удовлетворительные лесоводственные и экономические показатели, которые следует принимать во внимание при оценке эффективности лесовосстановительных мероприятий. Поэтому ориентировка на естественное возобновление в таежных лесах отвечает как природе лесов, так и экономическим условиям.

Содействие естественному возобновлению и сохранение подроста

В настоящее время естественное возобновление и создание лесных культур характерны для ГУ ГЛПР «Семей орманы». Однако все большее внимание уделяется естественному возобновлению даже там, где традиционно преобладали методы искусственного лесовосстановления. Считается, что в ходе естественного возобновления создаются наиболее устойчивые и продуктивные леса. При этом речь идет о целенаправленных мерах, о применении определенных способов рубок и других мероприятий, способствующих естественному возобновлению. В связи с этим применяют постепенные, выборочные, каймовые, котловинные и другие способы рубок, которые могут обеспечить естественное возобновление.

Возникновению и развитию этой тенденции в определенной мере способствовали ветровалы и буреломы, имевшие место в большей мере в чистых искусственных насаждениях, и данные о большей устойчивости смешанных насаждений. Возрастание потребности в еловой древесине привело к созданию монокультур ели, которые к возрасту спелости начали подвергаться нападению вредителей и болезней и страдать от ветровалов и буреломов.

Довольно широко практикуется оставление семенников, как правило, в количестве 30--50 шт/ra, а иногда до 100 шт/га. Обычно оставляют лучшие деревья, хотя рекомендуется оставлять деревья, средний диаметр которых на 15--20% меньше максимальных диаметров в древостое, так как они дают наибольшее количество семян; семенники безболезненно можно убрать позднее, а самосев бывает настолько обильным, что даже частичное повреждение в последующем не оказывает заметного влияния на успех возобновления. При таком количестве оставленных семенников площади почти такие же, как в предпоследней стадии постепенных семено-лесосечных рубок. В сосняках-беломошниках семенники удаляют сразу после массового появления самосева, что обеспечивает более быстрый рост и развитие самосева.

Для сосняков-зеленомошников с мощным слоем грубого гумуса предложен огневой способ обработки почвы на сплошных вырубках, при котором контролируемый отжиг порубочных остатков, и напочвенного покрова производится весной методом пуска огня против ветра. В этом случае принимают меры по предохранению семенников: вокруг них удаляют подстилку, а у основания делают отсыпку из почвы. Выжигание грубого гумуса и напочвенного покрова приводит к появлению обильного самосева. Улучшение условий и ускорение роста самосева обеспечивается повторным, а иногда даже 3-кратным отжигом напочвенного покрова в сформировавшихся молодняках, проводимым с большой осторожностью специальными огнеметами.

Применение огня в целях содействия естественному возобновлению оправдывается лесоводственной и экономической эффективностью этого метода. При контролируемых палах подготовляется благоприятный субстрат для получения самосева, сжигаются порубочные остатки и валеж, чем достигается снижение пожарной опасности, уничтожается травянистая, кустарниковая и древесная растительность и создаются более благоприятные условия для роста и развития главной породы, т. е. предотвращаются смена пород и преобразование состава насаждений. Однако положительное воздействие этого способа сказывается лишь при средней интенсивности огня (нужная степень прогорания напочвенного покрова приводит к увеличению естественного возобновления в 5--8 раз), сильный огонь приводит к так называемому «остеклению» почвы, когда возобновление не появляется, а слабый -- к бурному развитию травянистой растительности, препятствующей возобновлению. В ряде стран от этого метода отказываются в связи с опасностью применения его в пожарном отношении, при оставлении значительного количества семенников, а также из-за его трудоемкости и дороговизны.

Содействие естественному возобновлению путем сдирания верхнего напочвенного покрова и рыхления почвы дает хорошие результаты и этот метод находит все более широкое применение. Для проведения такого рода работ применяют различные орудия. Широкое применение находят так называемые скарификаторы -- отрезки нефтепроводных труб с наваренными на них по спирали шипам в виде акульих плавников, заканчивающиеся якорными цепями, к звеньям которых с разных сторон приварены стальные штыри; протаскивание их тракторами обеспечивает сдирание напочвенного покрова и рыхления почвы. Созданы для этих целей и орудия с активными рабочими органами: специальные лесные фрезы; скарификатор в виде двойной углообразной рамы с вращающимся в вертикальном положении колесом, к которому прикреплены концы троса, отбрасывающие в стороны порубочные остатки и рыхлящие почву; якорные покровосдиратели и различные рыхлители. Эта мера дает хорошие результаты, если обеспечиваются сдирание покрова и рыхление почвы не менее чем на 25% площади.

Большое внимание уделяется сохранению подроста, так как это позволяет значительно сократить оборот рубки. Такое стремление особенно заметно в высокопродуктивных и не требующих замены лесах естественного происхождения.

Анализ результатов проведенных исследований показывает, что освещенность, плотность заселения почвы растительностью, различная полнота материнского полога и Другие факторы приводят к формированию подроста различного качества. Хорошо сформировавшийся жизнеспособный подрост легко переносит изменившиеся условия. Большей частью погибают угнетенные экземпляры, которые длительное время находились под пологом высокосомкнутых насаждений. При формировании насаждений самый перспективный подрост высотой 0,9--1,1 м. Он не уступает в темпах роста лиственным породам и выходит в первый ярус молодняков. Приспособившийся к новым условиям, оправившийся подрост заметно начинает наращивать прирост и через некоторое время, компенсируя отставание в росте, бывшее у него до рубки материнского древостоя, достигает размеров, соответствующих его действительному возрасту при нормальном росте.

Факторы способствующие естественному возобновлению леса

Из экологических факторов особенно большое влияние оказывает климат, с ним тесно связаны количество и качество пыльцы, периодичность плодоношения, размеры in шпек п семян, их вес, количество у одной и той же древесной породы.

Условия, в которых протекают процессы возобні ления леса в природе, чрезвычайно разнообразны. Этим определяется большое значение экологии возобновления леса на этапах «прорастание семян -- формирование подроста».

Для успешного прорастания семян необходимы влага, тепло и воздух; оптимальные величины их для тех или иных пород неодинаковы, причем они изменяются при разных сочетаниях.

Оптимальные температуры для прорастания семян сосны и ели колеблются в пределах 20--30° С (для ели ближе к первой, для сосны -- ко второй цифре); оптимальная или близкая к. оптимальной влажность почвы для прорастания семян ряда древесных пород находится в границах 50--70%. В дальнейшем при появлении исходов и их последующем росте, кроме названных трех факторов, требуется определенная питательность субстрата и наличие света (хотя вначале и в минимальных дозах).

Таким образом, необходим комплекс факторов внешней среды, расширяющийся по мере превращения семян в растения и их дальнейшего формирования.

Возобновление леса, как явление географическое, связано с макроклиматом, макрорельефом, типом почвообразования, зональными типами растительности и т. д.

Для определенных этапов возобновительного процесса и в особенности для этапов прорастания семян, образования и формирования всходов, самосева и подроста на общем географическом фоне важное значение имеет .микросреда -- микроклимат, микрорельеф, напочвенный покров, подстилка, верхние горизонты почвы и т. д., определяющие благоприятные и неблагоприятные для возобновления условия среды. В связи с этим

необходим дифференцированный подход к обработке почвы и агротехнике в целом.

Все многообразие условий среды, наблюдающееся при возобновлении леса в том или ином регионе, можно свести к двум типам: 1) возобновление под пологом леса, 2) возобновление на открытом месте. Они противоположны. резко обособлены и вместе с тем часто преемственно связаны между собой.

В свою очередь обстановка для возобновления под пологом разных по составу древостоев в разных типах леса неодинакова. Условия меняются с динамикой самого полога и других элементов во времени. В этом отношении имеет значение изменение сомкнутости полога в результате естественного изреживания выборки отдельных деревьев при рубке, а также и под влиянием пожара. С одной стороны, способствуя большему проникновению света, тепла и влаги, изреживание создает благоприятные условия для возобновления леса; с другой стороны, могут проявляться и усиливаться нежелательные факторы, например разрастание светолюбивой травянистой растительности, затрудняющей возобновление леса. Низовой пожар уничтожает самосев и подрост под пологом леса, но он же, изменив свето-тепловой режим и режим влаги, уничтожив напочвенный покров и обнажив почву, создает во многих случаях весьма подходящие условия для появления новых поколений леса.

В лесоводстве важное значение имеет установление оптимальной для возобновления сомкнутости насаждения; она обусловливает не только благоприятную микроклиматическую обстановку (прежде всего освещенность), но и другие зависимые от сомкнутости элементы, особенно характер напочвенного покрова. Величина оптимальной сомкнутости меняется для каждой древесной породы, для определенного этапа возобновления, для различных лесорастительных условий. Так, если для самосева ели сомкнутость материнского древостоя 0,7--0,8 обычно благоприятна, то для сосны в южных районах она должна быть 0,5--0,6, а в северных -- 0,4--0,3 и ниже: для появления самосева дуба оптимальная среда на некоторый период создается при сомкнутости 0,6--0,7. Но и это лишь средние, общие данные, которые необходимо уточнять применительно к определенным лесорастнтельным условиям и этапам возобновления.

Под тенистым пологом может возникнуть самосев дуба, но в нормальном состоянии здесь он пребывает недолго (в течение 2--3 лет); его побеги отмирают, обращаются в торчки, из боковых почек образуются новые побеги, также затем отмирающие. Это явление свойственно и некоторым другим древесным породам. Но и резкое снижение полноты и сомкнутости древостоя, например, до 0,4--0,3 и ниже может вызвать увеличение опасности образования торчков (в результате ожогов, заморозков, иссушения почвы п т. д.).

В целях создания благоприятных условий для лесо-восстановительного процесса важно своевременно регулировать густоту и сомкнутость насаждения.

Возобновление леса под пологом очень часто происходит неравномерно и имеет куртинный характер. Это бывает обычно в лесу, не подвергавшемся пожарам и другим стихийным бедствиям, где молодое поколение обычно селится на месте отмерших или отмирающих старых деревьев, то есть в естественно образующихся просветах в насаждении. Такое явление особенно характерно для темнохвойных лесов и присуще разновозрастным светлохвойным и широколиственным лесам. Неравномерное возобновление леса связано также и с неравномерной выборкой деревьев при некоторых способах рубки.

Пространственная неравномерность возобновления леса означает и неравномерность в смысле времени. Формирование такого леса идет путем образования разновозрастных древостоев с вытекающими отсюда особенностями в морфологии и биологии лесного биогеоценоза в целом и изменения его во времени.

Но под пологом леса возобновление может быть и равномерным. Примером этого служит большинство типов сосновых лесов, тронутых низовыми пожарами, равномерно изреживающими древостой путем уничтожения преимущественно тонкомерных, подчиненных деревьев той же сосны или елового яруса и подготавливающими напочвенную среду для прорастания семян. В результате под разреженным пологом появляется одновозрастное поколение сосны или какой-нибудь другой породы, включая и ель, равномерно разместившееся по территории. Здесь лесное сообщество в целом может состоять из четко выраженных одновозрастных синузий. Это на длительный период накладывает отпечаток на динамику древостоев и других компонентов, на формирование типа леса в целом.

Равномерное возобновление леса может происходить (|хотя и не всегда) под пологом одновозрастного леса и без последующего воздействия пожара. Например, возобновление ели под пологом березняков или осинников при равномерном размещении источников ее обсеменения.

Сравнивая обстановку для возобновления в лесу и на открытом месте, можно отметить большую изменчивость и динамичность напочвенной среды' в условиях открытого места.

Многочисленные исследования в нашей стране и за рубежом показали, что наиболее благоприятные условия для массового прорастания семян и под пологом леса, и на открытом месте создаются на обнаженной минеральной почве; однако в крайних условиях -- при отсутствии или избытке влаги, а также при неблагоприятном температурном режиме -- среда для прорастания семян и последующих процессов возобновления и здесь становится неблагоприятной.

В разных типах леса и типах лесорастительных условий вырубок и гарей, на склонах разных экспозиций создается неодинаковая обстановка для возобновления леса, в связи с чем требуются и специфические меры воздействия на нее. В условиях открытых мест -- вырубок и гарей -- потенциальные возможности и пути облесения раскрываются полнее. После сплошной рубки или пожара создастся новая экологическая обстановка, такой комплекс лесорастительных условий, сложная природа которого типом леса не отражается или отражается лишь частично. Показателем этих новых экологических условий является тип вырубки или гари. В настоящее время установлены определенные закономерности в процессах лесовозобновления в связи с типами леса и вырубок, проведены эксперименты по искусственному возобновлению леса в разных типах вырубок, связанных с лесовосстановлением. В зависимости от природно-экономических условий требуются различные затраты на создание лесных культур. Отсюда возникает необходимость выявления конкретных форм и степени влияния природных и производственных условий на формирование затрат труда и эффективность производства. При планировании роста объемов трудоемких лесовосстановительных работ учитывают необходимость проведения своевременного лесоводственного ухода, ход возобновительных процессов на вырубках, а также наличие материально-технических и трудовых ресурсов. Для сохранности и дальнейшего формирования насаждений при естественном и искусственном лесовосста-новлении большое значение имеет выбор оптимальных способов и методов проведения лесоводственных уходов.

Основы лесовосстановления в ленточных борах Прииртышья

Равнинную часть Обь-Иртышского междуречья между 50-54° с. ш. и 78-84° в. д. прорезывает система параллельных ложбин стока четвертичных вод, выполненных мощной толщиной флювиогляциальных песчаных осадков и заросших сосновым лесом. Общей особенностью этих лент является то, что все они имеют юго-западное простирание и падение. Близ границы Алтайского края и Казахстана Космалинская и Барнаульская ложбины сливаются между собой и с Локтевской, образуя обширное пространство островных песков, перекрывающих древние песчаные террасы Иртыша. При этом на протяжении 400 км от Оби к Иртышу ленточные боры пересекают две природно-климатические зоны: южную лесостепь с березовыми колками и сложным почвенным комплексом и разнотравно-ковыльно-типчаковую засушливую степь на темно-каштановых почвах. Граница между ними довольно четко проходит между 52- 53° с. ш. и по 81° в. д. Климат этих двух природных зон имеет следующие основные особенности.

Соответственно такой географии климата изменяются и особенности сосновых древостоев. В северной половине они более производительны (II,7 класса бонитета), чем в южной (III, 9) (Л. Н. Грибанов, 1954) Абсолютный вес семян сосны значительно отличается в северной (8,05 г) и южной (11 г) частях боров (Л.Н. Грибанов, 1960).

Все вышеизложенное, а также особенности синнузального сложения нижних ярусов сосновых насаждений и их фитоценотические особенности явились основанием для разделения ленточных боров Обь-Иртышского междуречья на два лесораститсльпых района (Л. ? Грибанов, 1965): Приобский (северная часть боров) и Прииртышский (южная часть боров в границах Лебяжинского, Ракитовского, Озерно-Кузнсцовского, Тополин-ского, Степно-Михайловского и Ключевского лесхозов Алтайского края и