Общие понятия о модельных лесах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

К.К.КАЛИНИН

С.А.ДЕНИСОВ

МОДЕЛЬНЫЕ ЛЕСА

Часть I

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Рекомендовано

редакционно-издательским советом МарГТУ

в качестве учебного пособия для студентов

специальности 260400 - «Лесное хозяйство»

и направления 554200 – «Лесное дело»

Йошкар-Ола

УДК: 630*116 (075)

ББК 43.4

Д 33

Научный редактор: д-р с.-х.н., проф. Э.А.Курбанов

Рецензенты:

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета МарГТУ

Калинин К.К., Денисов С.А.

Д 33 Модельные леса. Часть I. Экологические основы: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. – 150 с.

ISBN

Освещены вопросы теории выбора главной древесной породы, даны принципы оценки проектируемых лесов будущего. Приведены результаты классических исследований лесоводов в области исследования и формирования эталонных лесов. Рассмотрены современные взгляды на влияние лесистости территории на выпадение вертикальных осадков в равнинных условиях. Дана оценка гидрологической разных лесорастительных зонах на формирование продуктивности лесов.

Для студентов лесохозяйственных факультетов специальности 260400, магистратуры направления «Лесное дело», а также специалистов лесного профиля.

УДК: 630*116 (075)

ББК 43.4

ISBN

ãКалинин К.К.,Денисов С.А. 2005

ã МарГТУ, 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие
Введение
1. Общие понятия о модельных лесах
2. Экологические условия формирования лесов европейской части России и Среднего Поволжья
3. Породный состав и продуктивность лесов
4. Оптимизация выбора главной породы
5. Оптимизация состава древесных пород
6. Оптимизация густоты древостоев
7. Составление карты лесов будущего. Планирование мероприятий и определение их эффективности
8. Комплекс мероприятий по улучшению среды и повышению продуктивности насаждений
Заключение
Литература

ПРЕДИСЛОВИЕ

Модельные леса – дисциплина, читаемая на лесохозяйственном факультете для будущих специалистов лесного хозяйства, включая инженерную и магистерскую подготовку. Данная дисциплина появилась в учебных планах указанных направлений подготовки по инициативе доцента кафедры лесоводства, кандидата сельскохозяйственных наук Успенского Е.И. Его рабочая программа, откорректированная доктором сельскохозяйственных наук, профессором кафедры лесоводства К.К.Калининым, легла в основу данного учебного пособия.

В дисциплине излагаются вопросы оптимизации лесов с целью комплексного использования их водоохраной, защитной, рекреационной роли и удовлетворения потребностей страны древесными и недревесными продуктами. Осуществляется системный подход к решению задач формирования лесов будущего. Рассмотрены вопросы реального программирования лесов при их выращивании.

Приводятся пути организационного решения этих вопросов в рыночных условиях.

В результате изучения курса магистры должны получить теоретические знания и практические навыки по выращиванию программных лесов будущего и уметь их программировать.

Данный курс опирается на изученные дисциплин: ботаника, дендрология, почвоведение, климатология и метеорология, лесоведение, лесоводство, лесная таксация, лесная селекция, моделирование, системный анализ, лесоустройство, экономика отрасли и др.

ВВЕДЕНИЕ

Современное лесное хозяйство в развивающейся экономике не может обойтись без долгосрочных прогнозов, выбора оптимальных вариантов ведения хозяйства, поскольку выращивание качественного леса для целей потребления, должно отвечать спросу рынка. Здесь при планировании возникает множество конкретных задач, которые значительно усложняются в связи с тем, что продолжительность прогнозов должна превышать 50, а то и больше лет. Временной фактор накладывает существенные ограничения и вносит значительную нестабильность в реальность прогнозов. Лесоустройство планирует работу на ближайшие 10 лет. Каковы перспективы за этими временными рамками, как не ошибиться в выборе выращиваемых пород, как получить высшую производительность древесины в лесных угодьях, сочетая это с недревесной продукцией, обеспечения трудоспособного населения рабочими местами и другими социальными вопросами? На эти вопросы может ответить только подробный анализ взаимосвязей между биосферными глобальными процессами, лесными биогеоценозами, обществом.

В мире разрабатываются принципы и критерии для экологически ответственного, социально ориентированного и экономически жизнеспособного управления лесами. Эти принципы в целом одни и те же для большинства государств и записаны в принципах и критериях национальных лесных попечительских советов. Однако принципы и критерии должны базироваться на реальных законах и закономерностях развития природных процессов.

Системный подход к формированию модельных лесов, биогеоценотические основы использования лесных ресурсов является экологические основой программирования лесов будущего. Модельные леса или программные леса (леса будущего) должны отвечать решению комплекса лесоводственных, экономических и социальных проблем.

Столь сложную задачу невозможно решить одному специалисту для крупных регионов. Здесь важно обладать широкими познаниями и информацией об экологических условиях существования лесов, экономике и перспективе развития отраслей, связанных с лесом, демографических особенностях данной местности.

Главной задачей, решаемой в данном учебном пособии, является знакомство будущих дипломированных специалистов с экологической основой формирования модельных лесов, т.е. с оценкой потенциала данного лесохозяйственного предприятия для формирования высокопродуктивных древостоев целевого назначения.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ БЛОК

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ БЛОК

Задача: обеспечение и поддержание экологических функций лесов, включая сохранение биоразноообразия:

q исследование результатов воздействия различных видов лесохозяйственных работ на состояние лесов;

q определение системы лесохозяйственных мероприятий для поддержания биоразнообразия и устойчивости лесных экосистем, включая защиту водных ресурсов и почв;

q определение критериев и индикаторов биологического разнообразия:

q разработка и применение метода ландшафтного планирования.

Выполнение задач по перечисленным блокам невозможно без разработки механизмов устойчивого управления лесами, которые включают:

q совершенствование системы лесоустроительного проектирования

q разработка критериев и индикаторов УУЛ на уровне лесхоза;

q определение целевой структуры лесов с учетом экологических и экономических требований к УУЛ;

q развитие информационных систем для лесхоза и лесоустройства на основе геоинформационных систем (ГИС), включая систему асуп лесхоза (основные модули);

q создание информационной системы: для расчета прогноза динамики лесного фонда на оборот рубки при различных сценариях лесопользования с учетом различных экологических ограничений и экономических требований; для определения допустимого объема лесопользования на основе принятого сценария;

q повышение эффективности системы управления лесным хозяйством и лесопользованием

q разработка требований и элементов региональной нормативной базы для лесоустроительного проектирования и ведения лесного хозяйства (правил рубок и возобновления, таксационных нормативов ит.д.);

q разработка нового плана рубок с учетом результатов ландшафтного планирования.

q формирование центра повышение квалификации на базе модельной территории;

q создание демонстрационных участков для различных видов рубок, возобновления, уборки лесосек и т.д. согласно местным особенностям;

q демонстрация ГИС технологий;

q обучение работников лесоустроительных предприятий принципам ландшафтного планирования;

q обучение работников лесного хозяйства проведению лесохозяйственных мероприятий на ландшафтной основе.

q инновационная деятельность.

q инициация процесса сертификации

q анализ существующих стандартов и критериев добровольной лесной сертификации (ДЛС);

q информирование заинтересованных сторон о целях и задачах ДЛС;

q проведение ДЛС недревесных ресурсов и лесоуправления на модельной территории;

q поддержка программы формирования лесной стратегии на региональном уровне.

Контрольные вопросы

1. Какова цель Концепции устойчивого управления лесами Российской Федерации?

2. В чем заключается идея программных лесов (лесов будущего)?

3. Какие древостои следует считать эталонными?

4. Какие показатели являются главнейшими при выделении эталонных насаждений?

5. Что является научной и методической основой выращивания эталонных насаждений?

6. Какие цели могут быть поставлены при формировании эталонных насаждений?

7. Какие насаждения следует называть хозяйственно-целесообразными или оптимальными.

8. В чем суть международной программы модельных лесов и какая страна является её инициатором?

9. Как формулируется понятие модельного леса, принятое в России?

10. Из каких блоков состоит программа модельных лесов?

11. Каковы задачи экономического блока модельных лесов?

12. Каковы задачи экологического блока модельных лесов?

13. Каковы задачи социального блока модельных лесов?

Рельеф

Северная часть Среднего Поволжья, в пределах Костромской и Кировской областей представляет холмистую равнину, изрезанную густой сетью речных долин. В западной части с юга на север вытянута Галичско-Чухломская возвышенность со средними высотами до 200 метров при максимуме 294 м. Далее, на восток, в междуречье Унжи и Ветлуги высоты понижаются с севера на юг до 100…150 метров. В северной части Кировской области расположены Северные Увалы, заходящие в северо-восточную часть Костромской области. Они являются водоразделом между бассейнами Волги и Северной Двины. Северные Увалы представляют собой невысокую, шириной 100 км вытянутую на 700 км в широтном направлении возвышенность от верховий р.Унжи до Урала. Абсолютные высоты колеблются здесь от 200 до 250 метров. Они образовались в результате тектонических поднятий (Гвоздецкий, 1966).

Наиболее крупная форма рельефа представлена Вятским Увалом, являющимся антиклинальным поднятием и проходящий от Северных Увалов до Волги в районе г.Волжска. Второй антиклинальный вал расположен на восточной границе Среднего Поволжья (восточная граница Кировской области) - Верхнекамский. Абсолютные высоты колеблются в пределах 200 … 250 метров.

Трехкратное перекрытие части территории ледниками обусловило наличие плосковолнистых или заболоченных равнин, образованных валунными и моренными накоплениями. К этой же форме рельефа относятся и обширные низины, расположенные между валами, покрытые флювиогляциальными и древнеаллювиальными песками.

Одна такая песчаная полоса протягивается от Котельнича на запад в Нижегородскую и Костромскую области, соединяясь с Заволжской песчаной равниной. В остальном рельеф представлен эрозионными формами (А.К.Денисов, 1966).

Восточная граница Среднего Поволжья, проходящая в пределах Республики Удмуртия по ее восточной границе, представлена равниной, понижающейся с востока на запад и с севера на юг республики (Напалков, 1966).

Средняя часть Среднего Поволжья представлена левобережной частью Нижегородской области, территорией Республики Марий Эл, правобережной частью Камы в пределах Республики Татарстан.

Лесная заволжская часть Нижегородской области представлена песчаной равниной с высотами 100…150 метров. Днепровское оледенение оказало значительное влияние на формирование поверхности. Флювиогляциальные и древнеаллювиальные пески, перевеянные ветром образовали дюнный рельеф, зафиксированный в дальнейшем лесной растительностью. На территории Марий Эл эти формы рельефа с высотами 60…100 м простираются до Малой Кокшаги, а южнее г. Йошкар-Ола до среднего течения рек Малого Кундыша, Юшута и нижнего течения р.Илеть. Далее к востоку начинается южная оконечность Вятского Увала, с абсолютными высотами около 200 метров (с максимумом 275 м). Увал приобретает здесь куполообразное строение и нередко принимает низкогорные формы, пересекаемые узкими глубокими оврагами и речными долинами. Далее на восток, уже в пределах Республики Татарстан (правобережье Камы) рельеф холмистый, изрезанный притоками Волги и Камы. Восточная часть равнинная, с постепенным повышением на восток к предгорьям Урала (Напалков, 1966).

Южная часть Среднего Поволжья отделена от предыдущих частей Волгой и Камой. В свою очередь она делится Волгой на две части - восточную и западную.

Западная часть лесостепной зоны Среднего Поволжья часто характеризуется как "нагорная" и является северным и северо-западным продолжением Приволжской возвышенности, которая к Волге падает крутым уступом. Местность характеризуется как возвышенная со зрелым эрозионным ландшафтом - изрезана оврагами, встречаются многочисленные карстовые провалы и пещеры (Жуков, Шиманюк, 1966). Абсолютные значения высот 150…170 м с максимальным значением 247 м в верховьях р.Пьяны. Глубина эрозионного расчленения достигает на Чувашском плато 90-145 м.

Низменное Закамье (от Волги до р.Шешмы) характеризуется как продолжение низменного Заволжья. Преобладающие высоты около 100 м. Восточное Закамье является по сути восточной границей Среднего Поволжья на территории Республики Татарстан. Оно характеризуется как возвышенное лесостепное Заволжье с абсолютными высотами более 300 м (Бугульминско-Белебеевская возвышенность). Рельеф типично эрозионный, характерны широкие плоские возвышенности (Газизуллин, Сабиров, 1995).

Таким образом, рельеф территории Среднего Поволжья неоднороден: северная часть представлена равнинными возвышениями или низинами со сравнительно небольшим разнообразием, тогда как рельеф южной части Среднего Поволжья изменяется от равнинных слаборасчлененных до возвышенных равнинных со зрелым эрозионным рельефом форм с густой сетью речных долин (Исаченко, 1991).

Климат

Климатические условия Среднего Поволжья сильно варьируют практически по всем показателям: радиационный баланс - от 104,7 до 159,1 кдж/см² в год; радиационный индекс сухости от 0,6 до более чем 1,6; гидротермический коэффициент от более 1,3 до менее 0,6. Сумма годовых осадков от северной части региона к южной снижается в 2,2 раза (от 600 до 270 мм). Длительность вегетационного периода с севера на юг увеличивается от 105 до 153 дней. Климат в целом изменяется от избыточно влажного до недостаточно увлажненного (Колобов 1968).

Наиболее вредными климатическими явлениями в Среднем Поволжье являются засухи, периодичность которых около 11…12 лет. Вероятность засух неодинакова. Н.В.Колобов отмечает, что за последние 100 лет засух не наблюдалось в самой северной части Среднего Поволжья. По линии Кострома - Киров вероятность засух составляет 5%; южнее, по линии Н.Новгород - Йошкар-Ола - Ижевск, 10%; 20% по линии Казань - южная часть Республики Удмуртия (несколько южнее Ижевска).

Наиболее часты засухи в южной части региона, где их вероятность колеблется от 20% на юге Нижегородской области и Чувашии, до 40% на юге Самарской области.

Природно-климатическое районирование Среднего Поволжья, которое провел Н.В.Колобов (1968), явилось основанием для лесокультурного (Редько, Яковлев, 1987) и лесосеменного районирования (Романов, 1999).

Рис.2.4. Природно-климатические районы Среднего Поволжья по

Н.В.Колобову (1968); характеристика районов в табл. 2.2.

Должна быть чётная страница! Таблица 2.2

Почвообразующие породы

Трехкратное перекрытие части территории Среднего Поволжья ледниками сказалось не только на рельефе, но и создало предпосылки для формирования определенных почвенно-грунтовых условий. По мере удаления от таявших ледников происходила дифференциация осадочного материала в силу снижения скорости водного потока. Песчаные зандровые равнины расположились в зоне активного таяния ледников; наиболее тонкие фракции отлагались уже на значительном удалении от тающей кромки льдов, формируя лессы и лессовидные суглинки. Поэтому, почвообразующие породы представлены на территории Среднего Поволжья флювиогляциальными, элювиальными и лессовидными отложениями различного механического состава (рис.2.5).

Существенную роль в условиях произрастания леса играет механический состав, плотность, химический состав горных пород.

Флювиогляциальные отложения, образовавшиеся в результате таяния Калининского, Московского и Днепровского ледников, сформировали почвы различного механического состава - от песков до суглинков.

Флювиогляциальные отложения с глубоким залеганием коренных подстилающих пород расположены в широкой (до 50…60 км) полосе левобережья Волги от Казани до Нижнего Новгорода и далее вдоль р. Ветлуги эта полоса поднимается на север до Кировской области и уходит в Костромскую. На значительных территориях эти отложения представлены на северо-востоке Кировской области вдоль рек Вятка, Пижма; на севере Удмуртии по реке Кильмезь, вокруг Ижевска. Небольшие пятна отмечены на карте вдоль Камы.

В правобережье Волги флювиогляциальных отложений несколько меньше: на западе Мордовии и юго-западе Нижегородской области (сосновые леса Мордовского заповедника и Саровского монастыря). Пятнами данные отложения встречаются в Республике Чувашия, Пензенской и Ульяновской областях. Здесь на песчаных глубоких почвах широкое распространение имеют сосновые леса и их производные березняки.

Флювиогляциальные отложения с высоким подстиланием мореной представлены на больших территориях северной части СП. Они расположены в Костромской области (восточная часть Верхневолжской провинции); северной, а также северо-западной частях Кировской области (Среднетаежная провинция Северных Увалов), неоднократно

Рис.2.5. Почвообразующие породы Среднего Поволжья

занятых в геологическом прошлом ледниками. Здесь в настоящее время господствуют еловые леса.

Флювиогляциальные отложения с высоким подстиланием коренных пород на карте почвообразующих пород указаны в районе Шарьи Костромской области в междуречье Унжа-Ветлуга и далее за восточной границей Кировской области.

Некарбонатные покровные суглинки имеют значительное распространение в тех же районах, что и флювиогляциальные отложения (Костромская обл., сев. часть Кировской, в северной части Удмуртии и левобережье Нижегородской области).

Морены, смешанные из магмы и осадочных пород встречаются в левобережье Волги сравнительно небольшими пятнами на северной границе Костромской и Кировской областей.

Отложения органогенного происхождения - торфяники и торфяные месторождения. Наибольшие площади их расположены в северо-восточной и северной частях Кировской области, в левобережье Волги (на территории Республики Марий Эл - марийская низменная равнина), в междуречье Керженец-Ветлуга, левобережье Оки в Нижегородской области.

Слабо- и высококарбонатные лессовидные отложения наиболее распространены в правобережье Волги от Н.Новгорода до юга Пензенской области, а также в степной части Самарской области.

Элювий и делювий коренных пород распространены достаточно широко по всей восточной и центральной части Среднего Поволжья, не подвергавшейся четвертичному оледенению.

Элювий коренных пород глин и глинистых сланцев расположен в Чувашии, а элювий известняков и других карбонатных пород небольшими пятнами по южной и юго-восточной границе региона.

Почвы

Разнообразие факторов: рельеф, климат, почвообразующие породы, растительность, геологическая история, и их направленность во времени определяет весь ход почвообразовательных процессов. Результатом этого сложного взаимодействия являются разнообразные почвы, которые характеризуются для Среднего Поволжья А.Х.Газизуллиным и А.Т.Сабировым (1995) по следующим типам: заболоченные и болотные, подзолы, подзолистые почвы, рендзины, буроземы, серые лесные почвы, черноземы.

ЗАБОЛОЧЕННЫЕ И БОЛОТНЫЕ ПОЧВЫ распространены в северной части региона и формируются либо при низинном, либо при верховом заболачивании.

При верховом заболачивании почвы органогенного происхождения обеспечивают существование ограниченного количества древесных пород – сосны обыкновенной и березы пушистой IV-Vа классов бонитета.

При низинном заболачивании возможно произрастание кроме указанных пород ели и осины.

ПОДЗОЛЫ встречаются чаще под сосновыми и еловыми лесами с покровом из кустарничков и мхов на пониженных участках с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ). Развиваются чаще на песчаных отложениях (древнеаллювиальные и флювиогляциальные), реже на супесях и опесчаненных суглинках. На песчаных подзолах лесная подстилка мощная, двух-трехслойная, слаборазлагающаяся грубая. Подзолистый горизонт мощный: 20-30 см, резко переходит в охристо-коричневый иллювиально-гумусово-железистый горизонт. Нижняя часть профиля оглеена. Песчаным подзолам свойственны: сильнокислая реакция и низкие содержания обменных оснований и подвижных фосфора и калия.

ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ, а конкретно, дерново-подзолистые, имеют наибольшее распространение в регионе. Этим почвам присуща текстурная дифференциация профиля по илу и физической глине. Гумус верхних горизонтов гуматный. В составе соединений железа преобладает силикатная группа. В песчаных подзолистых почвах более кислые (влияют грубые лесные подстилки) верхние горизонты, включая А₂. Этим почвам присуще низкое содержание элементов питания.

В дерново-сильноподзолистых суглинистых почвах наиболее кислыми являются иллювиальные горизонты, насыщенные обменным алюминием. Эти почвы аккумулируют в гумусовом горизонте биогенные подвижные формы фосфора и калия.

Данные почвы обеспечивают существование древесных пород группы олиготрофов и мезотрофов.

РЕНДЗИНЫ, или дерново-карбонатные почвы имеют сравнительно небольшое распространение, поскольку формируются в местах выхода на поверхность карбонатных пород. Мощность профиля таких почв небольшая, часто в пределах метра. Характеризуются тяжелым механическим составом. С глубиной характерно возрастание содержания кальция и магния. Гумусовый горизонт имеет, в зависимости от произрастающих на этих почвах лесов, то слабо-, то сильнокислую реакцию, с глубиной меняющейся до нейтральной и слабощелочной.

Содержание элементов питания высокое и обеспечивается возможность формирования древостоев большинства древесных пород.

В группе БУРОЗЕМОВ для Среднего Поволжья выделяются две подгруппы бурых лесных почв - бурые лесные на пермских красноцветных отложениях (коричнево-бурые лесные) и бурые лесные супесчаные и песчаные почвы на супесчано-песчаных отложениях и двучленных наносах.

Корчнево-бурые лесные включают: коричнево-темно-бурые лесные; коричнево-бурые лесные: типичные, лессированные и псевдоподзолистые. Профиль коричнево-бурых лесных почв слабо дифференцирован; характерна хорошая оструктуренность и отсутствие признаков оподзоливания; плотность сложения низкая с высокой порозностью по всему профилю; низкая гидролитическая кислотность и высокое содержание обменных оснований. Содержание гумуса высокое – 9…10% и плавно уменьшается с глубиной. Почвы благоприятны для роста леса.

Бурые лесные супесчаные и песчаные почвы на супесчанопесчаных отложениях и двучленных наносах включают:

1) бурые лесные рыхлопесчаные псевдофибровые на древнеаллювиальных песках;

2) бурые лесные супесчаные: - слабонасыщенныена двучленных наносах;

- лессивированные на двучленных наносах; - псевдоподзолистыена двучленных наносах;

- контактно-оглеенныена двучленных наносах;

3) темно-бурые лесные супесчаные на двучленных наносах;

4) бурые лесные супесчаные и песчаные кислые на древнеаллювиальных слоистых наносах. Эти почвы формируются при хорошем дренаже и атмосферном увлажнении. Им свойственны: накопление ила и физической глины в гумусовом горизонте; реакция слабокислая или близка к нейтральной; содержание гумуса высокое - 5-7%; высокая биологическая активность.

СЕРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ имеют широкое распространение в зоне смешанных и особенно в зоне широколиственных лесов и лесостепи. Для этих почв характерно: при переходе от светло-серых к темно-серым возрастает содержание гумуса и общего азота; реакция изменяется от сильнокислого до слабокислого значения, в карбонатных горизонтах - до щелочного; возрастает степень насыщенности основаниями и биологическая активность.

ЧЕРНОЗЕМЫ распространены в южной лесостепной зоне Среднего Поволжья. Под лесными насаждениями наиболее распространены выщелоченные суглинистые черноземы на почвообразующих породах различного происхождения. Основными чертами их являются: заметная дифференциация профиля по илу и глине, минимум которых наблюдается в гумусовом горизонте; биологическое накопление в гумусовом горизонте кальция и фосфора; высокое содержание гумуса - 7-12%; реакция почв близка к нейтральной; высокая общая порозность и биологическая активность.

Рис. 5.1. Изменение средней высоты молодняков на гарях сосновых насаждений в связи с давностью пожара, лет

по числу деревьев по запасу

Рис. 5.2 Доля сосны (%) в составе молодняков на гарях сосновых насаждений с давностью пожара, лет

Из рассмотренных данных следуют определенные практические предложения. В боровых условиях в типах лесорастительных условий А_1-2, А₂, А_2-3, А₄, А₅ при одновременном заселении сосны и березы лесоводственные уходы в молодняках не нужны, восстановление сосны будет обеспечено естественным путем. В черничном типе леса для ухода за составом целесообразно проведение рубок ухода.

5.1.2. Формирование и рост смешанных ельников

В лесоводственной литературе по этому вопросу имеется целый ряд публикаций.

В.К.Поджаров и Б.П.Червяков (1963) обследовали чистые и смешанные культуры ели, созданные в 1910…1911 гг. в Жорковской лесной опытной станции (ЛОС).

По данным авторов, наиболее продуктивными являются чистые еловые культуры.

Ель развивает мощную крону и сильносбежистый ствол при смешении с дубом и ясенем. При смешении с березой образуется двухъярусное насаждение: 1-й ярус из ели, 2-й из березы.

При составе 10Е+Б средняя высота ели 23 м, средний диаметр 42,1 см, запас в 50 лет 450 м³.

Состав 4Е6Б; средняя высота ели 22,7 м, средний диаметр 19,6 см, общий запас стволовой древесины 472 м³. Как видно, елово-березовое насаждение имеет лишь незначительное превышение запаса.

О.Г.Каппер (1954) указывает, что ель в смешанных насаждениях растет медленно до 40…50 лет, а в чистых только до 12…18 лет.

А.П.Решетниковым (1964) было заложено 37 пробных площадей в ельнике кисличном в насаждениях в возрасте 10…50 лет. На большинстве пробных площадей осина оказалась старше ели на 2…3 года, а общее число растений в 10 лет 16…18 тыс. на 1 га, из которых 70% приходится на долю осины.

Основной отпад осины и ели происходит к 20 годам, к 30 годам число стволов ели и осины уравновешивается. Однако анализ кульминаций текущих приростов показал, что насаждения с предварительным возобновлением ели наиболее ценны в хозяйственном отношении. В насаждениях с одновременным возобновлением ели и осины проявляется угнетающее действие осины как быстрорастущей породы.

И.К.Манганис (1967), изучая распространение корневой губки в ельниках на бывших сельскохозяйственных и лесных почвах, пришел к выводу, что примесь сосны и осины существенно не влияет на развитие болезни.

Ель издавна считают ветровальной породой, большей частью из-за того, что она часто развивает поверхностную корневую систему. Тем не менее, многие исследователи отмечают, что ель на хорошо дренированных глубоких суглинистых почвах развивает так называемые «якорные корни» и отличается хорошей ветроустойчивостью.

Результаты исследования структуры смешанных еловых молодняков II класса возраста (средний возраст 30 лет) показали, что на процент прироста по сумме площадей сечений в смешанных молодняках ели существенное влияние, помимо общей густоты и возраста, оказывает число стволов ели и доля участия осины в составе насаждения. Статистически доказано, что в 75,7% случаев уменьшение процента прироста по сумме площадей сечений при прочих равных условиях связано с увеличением доли осины в составе.

Исследования также показали, что для успешного произрастания ели и сосны имеет значение доля примеси лиственных пород, соотношение высот и доля участия сосны. Рост по диаметру улучшается по мере уменьшения высоты мягколиственных пород и их доли в составе.

Рост ели в зависимости от степени окружения ее березой обсуждается в отечественной и зарубежной лесоводственной литературе. Существует довольно распространенное мнение о том, что примесь лиственных пород не только не мешает росту ели, но, наоборот, способствует ее росту и увеличивает продуктивность насаждений. Неоднократно указывалось на улучшение почвенных условий при поселении березы.

Следует предположить, что общее влияние березы, если оно существенно, должно сказаться на росте ели в смешанных насаждениях.

Для выяснения роли лиственного окружения ели ВНИИЛМом были проведены специальные исследования в елово-березовых и елово-осиновых насаждениях. Исследования проводили на постоянных и временных пробных площадях, заложенных в Московской, Ивановской, Калининской, Смоленской, Ярославской, Костромской и Нижегородской областях в количестве 147.

Достоверное различие на 5%-ном уровне значимости выявлено только между ходом роста деревьев ели, выросших в полном окружении березы (t_ф = 12,81 при t_{0,05 табл.} = 2,36), и нет существенных различий в росте по высоте и диаметру у елей, растущих в полуокружении березы и в окружении ели.

В литературе есть указания, что в смешанных насаждениях ель имеет лучшую форму ствола, чем в чистых (Нестеров, 1960). Для выяснения влияния окружения березы на форму стволов ели ВНИИЛМ были определены величины относительного сбега стволов (без коры) у всех модельных деревьев, взятых для анализа в момент исследования, 10 и 20 лет назад. Значения сбега вычислены для относительных высот 0,3; 0,5 и 0,7 h.

Величина относительного сбега возрастает по одинаковым относительным высотам в зависимости от степени увеличения окружения во всех возрастных группах. В то же время сбег уменьшается по одинаковым относительным высотам в каждой группе в связи с возрастом (табл. 5.1).

Таблица 5.1.

По типам леса

Тип леса	a	b
Сосняк кисличный	0,21	0,21*10-5
Сосняк черничный	0,22	0,23*10-5
Сосняк лишайниковый	0,30	0,29*10-5
Сосняк долгомошный	0,24	0,23*10-5
Сосняк сфагновый	0,32	0,33*10-5

Предложенная нами модель более гибкая, так как не связана с заранее заданными конечными значениями высоты и числа стволов; с введением в экспоненту первоначальной густоты обеспечивается саморегуляция системы. Будет ли такое число деревьев оптимальным? Если рассматривать этот вопрос с точки зрения достижения наивысшего текущего прироста по запасу, то на него следует ответить положительно в том случае, если заданное число стволов достигается правильными рубками ухода. Под правильными рубками ухода здесь понимается сохранение и воспитание лучших деревьев. В этом отношении убедительно исследование Л.А.Кайрюкштиса (1969). На примере лиственно-еловых насаждений он показывает, что при правильном отборе деревьев в рубку с оставлением в основном лучших и вспомогательных деревьев можно увеличить текущий прирост до 12%. Эту же мысль высказывает и R.Solymos (1966, 1970), который под оптимальной густотой, формируемой в результате рубок ухода, подразумевает такое количество высокопродуктивных и вспомогательных к ним деревьев, которое в каждом конкретном случае обеспечивает наивысший текущий прирост по запасу.

Контрольные вопросы

1. Какими соображениями по ВНИИЛМу должна определяться оптимальная густота древостоя?

2. Как влияет цель хозяйства на определение оптимальной густоты древостоя?

3. Каким образом географический район и тип лесорастительных условий влияет на определение оптимальной густоты древостоя?

4. Как материально-технические возможности хозяйства влияют на определение оптимальной густоты древостоя?

5. Какие модели определения оптимальной густоты древостоев известны Вам по научной литературе?

6. Как рекомендует определять оптимальную густоту древостоя ВНИИЛМ?

ПЛАНИРОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ

ЭФФЕКТИВНОСТИ

Составление карты лесов будущего необходимо для целенаправленного ведения лесного хозяйства на длительную перспективу с учетом максимального использования естественного плодородия почв и получения наивысшего прироста запаса насаждений с единицы площади. Карта лесов будущего может быть составлена отдельно для каждого лесничества или в целом для лесхоза.

Исходным материалом для составления карты лесов будущего являются планы лесонасаждений и таксационные описания каждого выдела. Ниже приведен перечень работ по составлению карты.

С плана лесонасаждений в принятых границах на кальку снимают квартальную сеть и соответствующим для каждой породы цветом закрашивают все участки лесонасаждений, которые в данных условиях достигли заданного уровня производительности. В условиях Республики Марий Эл такими участками являются насаждения Iа... I классов бонитета (в иных условиях они могут быть и II бонитета). Изображенные на кальке лесонасаждения можно назвать планом высокопродуктивных насаждений по отдельным древесным породам. Это позволяет провести первый анализ территориального их размещения. Тяготение высокопроизводительных для данного хозяйства насаждений к определенным территориям облегчает дальнейшую работу по составлению карты.

Насаждения ниже заданного уровня производительности рассматриваются с позиций замены одной породы на другую, более производительную в данных условиях произрастания. Выбор главной породы производится с учетом таксационной, лесотипологической, гидрографической и почвенной характеристик каждого выдела в сопоставлении с данными окружающих участков леса. Эту работу начинают в тех участках леса, которы