Фактические и потенциальные по Рr запасы стволовой древесины сосновых и еловых насаждений в возрасте 100 лет

(по Лосицкому, Чуенкову, 1980)

Лесохозяйст-венный район	Запас, м3/га	Различия	Средний класс бонитета
сосна	ель	по сосне	по ели
фактич.	потенц.	фактич.	потенц.	м3	%	м3	%	сосна	ель
Волго-Вятский южнотаежный (Кировская обл.)					-192		-325		III,2	III,3
Волго-Вятский смешанных лесов (Нижегородская обл, Республика Марий Эл)					-245		-390		II,4	II,2
Волго-Вятский лесостепной (Чувашия и Мордовия)					-210		-422		I,7	I,8
В среднем по экономическому району					-220		-372		II,7	III,1

Различие между потенциальным и фактическим запасом стволовой древесины весьма существенная — фактические запасы в 2…5 раза ниже возможных. Это свидетельствует о значительном недоиспользовании ресурсов климата и плодородия почвы для получения максимально возможной продукции.

Причины такого явления самые разнообразные, среди них:

1) низкий коэффициент использования ФАР; об этом свидетельствует невысокая полнота (0,6…0,7), следовательно, и не полная сомкнутость крон, а отсюда уменьшение фотосинтезирующей поверхности;

2) невысокая сомкнутость крон является результатом воздействия абиотических, биотических и антропогенных факторов; среди первых — явления усыхания еловых насаждений при экстремальных метеорологических условиях (засуха или сильные морозы), ко вторым следует отнести повреждения вредителями в связи с ослаблением жизнеспособности насаждений и болезни леса, снижающие годичный прирост; среди третьей - неразумные действия человека, в частности нерациональные рубки леса (оставление на корню недорубов при главной рубке леса, сильное изреживание насаждений в некоторых случаях при проходных рубках и др.);

3) не отвечающий оптимальному состав хвойных насаждений, часто с большой примесью мягколиственных пород, превышающей допустимый предел в 0,1…0,2.

Выявляются также более заметные расхождения с фактической потенциальной продуктивностью еловых насаждений, что подтверждает пониженную по сравнению с сосновыми жизнестойкость еловых формаций. Они чаще, чем сосновые, страдают от вредителей леса, подвержены ветровальности, более чувствительны к резким колебаниям климата и пр.

Приведенное выше сопоставление подтверждает необходимость проведения лесохозяйственных мероприятий по улучшению состояния хвойных лесов, по повышению их качественного состава и продуктивности с тем, чтобы последовательно, через хозяйственно-целесообразные насаждения сделать их эталонными.

Контрольные вопросы

1. С какой целью используют «верхнюю» высоту?

2. В чем заключается биологическая сущность «коэффициента экологического соответствия»?

3. На каких типах почв сосна и ель приближаются к своему коэффициенту экологического соответствия?

4. В каких типах лесорастительных условий коэффициент экологического соответствия для сосны центральной части зоны смешанных лесов равен 1,0?

5. Какой смысл вкладывается в понятие «показатель потенциальной продуктивности леса»?

6. Какими, по крайней мере, тремя основными причинами обусловлено различие между потенциальным и фактическим запасом спелой стволовой древесины?

7. Дайте понятие о потенциальной продуктивности насаждения. В каких единицах она может измеряться?

8. Какие формации более устойчивы – еловые или сосновые?

5. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД

Формирование смешанных насаждений тесно связано с биологическими и экологическими свойствами древесных пород, из которых формируется насаждение, лесорастительными условиями и воздействием антропогенных факторов.

Определение целесообразной доли примеси является комплексной и весьма сложной задачей. Здесь мы сталкиваемся не только с оптимизацией состава и текущего прироста, но и с таким важным показателем для хозяйства, как продуктивность и товарность насаждений.

Познание законов формирования смешанных древостоев представляет собой одну из самых сложных проблем современного лесоводства. Вполне понятно, что этой проблеме в лесоводственной литературе, как отечественной, так и зарубежной, уделено достаточно много внимания.

В лесоводственной литературе существуют неоднозначные оценки чистых и смешанных насаждений. Известные лесоводы (Морозов, 1930; Ткаченко, 1939; Турский, 1939; Нестеров, 1961) неоднократно подчеркивали, что в смешанных насаждениях за счет неодинаковых биологических свойств разных пород более полно используются условия среды, в результате чего смешанные насаждения отличаются более высокой продуктивностью, чем чистые, в одинаковых условиях произрастания.

На возможность повышения продуктивности лесов путем создания смешанных насаждений указывал А.Б.Жуков (1958). Более высокую продуктивность древостоев смешанных культур сосны и насаждений естественного происхождения по сравнению с чистыми сосняками давно отмечали как в России (Романов, 1955; Валяев,1972;) так и государствах Прибалтики (Буш, Иевинь, 1985), Европы (Тябера, 1978; Гаас, 1980).

Часть лесоводов считает, что примесь березы до 2...3 ед. в составе сосняков способствует повышению продуктивности насаждений (Котов, 1963; Неволин, 1969; Луганская, 1970; Побединский, 1976; и др.). Однако некоторые исследователи отмечали, что нередко смешанные насаждения характеризуются меньшей производительностью, чем чистые (Тимофеев, 1954; Смирнов, 1964; и др.).

Продуктивность и качество смешанных насаждений зависят не только от условий географической среды и почвенного плодородия, но и от характера взаимоотношения между древесными породами, входящими в состав смешанного древостоя. Характер и результат взаимодействия определяются в первую очередь условиями внешней среды и биоэкологическими особенностями древесных пород. Другими словами, межвидовые взаимоотношения являются результатом различного характера ассимиляции разными древесными породами источников их существования: света, тепла, влаги, минеральных и органических веществ в почве, углекислоты воздуха и почвы, кислорода в почве и др. Кратко все сказанное можно выразить известным в экологии принципом конкурентного исключения Гаузе: «Организмы, ведущие сходный образ жизни и обладающие сходным строением, не обитают в одних и тех же местах, а если и живут рядом, то используют различные ресурсы и активны в разное время».

Древесные породы, не сходные по своим лесоводственным свойствам, по-разному используют среду обитания и не одинаково влияют на условия внешней среды в процессе своей жизнедеятельности. Различие или сходство в процессе обмена веществ и энергии определяет характер взаимосвязи между древесными породами. Эти взаимосвязи могут быть антагонистическими и в то же время в определенной мере благоприятными для другой породы или же отношениями взаимного или одностороннего благоприятствования с наличием на отдельных этапах конкуренции за факторы жизни.

Акад. В.Н.Сукачев (1946) сформулировал сущность взаимосвязей между древесными породами, указав, что эти две противоположности — угнетение растений в процессе жизненной конкуренции и благоприятствование одних другим — неотделимы друг от друга и диалектически составляют между собой единое целое. В.Н.Сукачев различает благоприятное влияние двух видов: полезность сближенности растений и положительное влияние одних растений на другие в процессе их жизнедеятельности. Это осуществляется через выделения растений или через изменение среды вследствие накапливания продуктов жизнедеятельности.

Помимо условий внешней среды с одной стороны и биологических и экологических свойств древесных пород с другой, характер взаимовлияния зависит также от экологических форм породы или отдельных популяций, от наследственных особенностей деревьев.

При совместном произрастании древесных пород существенную роль в их взаимоотношениях играют: потребность в свете, воде и минеральных элементах питания, способность быстро усваивать их. Не меньшее значение имеет развитие корневых систем (тип, мощность, глубина распространения) и сезонный режим в питании растений, т.е. различие в сроках поглощения минеральных веществ растением. Для полного проявления видовых особенностей необходимы соответствующие условия среды, без которых эти свойства проявиться не могут.

Следовательно, основой проявления тех или иных свойств являются условия внешней среды, которые в то же время влияют на изменение биоэкологических особенностей видов в процессе обмена веществ и приобретения новых качеств, адекватных измененным внешним условиям.

Знание климатических и почвенных условий важно не только для определения степени соответствия их биоэкологическим особенностям древесных пород и насаждений, но и для прогноза возможной продуктивности насаждений. При надлежащем сочетании древесных пород обеспечивается наиболее эффективное использование и повышение почвенного плодородия.

Корневые системы по значению в межвидовых взаимосвязях В.Н.Сукачев вполне справедливо ставит на первое место. От формы, мощности, объема и характера распространения корней в глубину и в горизонтальном направлении зависит количество поглощаемых растением элементов питания, воды, интенсивность ассимиляции и дыхания, что влияет на активность микробиологических процессов. Большую роль во взаимоотношениях между древесными породами играют корневые выделения, создающие определенную среду для развития почвенной фауны и флоры. Вредное влияние корневых выделений одного вида на другой может происходить не только через почвенный раствор, но и прямым воздействием на корни.

Рассматривая роль корневых систем при совместном произрастании древесных пород, нельзя изолировать этот вопрос от почвенно-грунтовых условий, в зависимости от которых находятся характер распространения корней, быстрота их роста, глубина проникновения и т. д.

А.И.Ахромейко и М.В.Журавлева (1955) экспериментально доказали, что активно поглощает питательные вещества из почвы только незначительная часть корней древесных пород — это корни тоньше 1,5 мм. Их масса составляет около 14% массы всей корневой системы, а поглощающая поверхность, в связи с большим количеством, превышает 70% общей поверхности. Именно на эти корни приходится 90% активности всей массы корневой системы.

Чем большего развития достигают тонкие корни у какой-либо породы, тем выше ее устойчивость и конкурентоспособность по сравнению с древесной породой с меньшим развитием активной части корневой системы.

При выделении эталонных насаждений по составу и продуктивности необходимо учитывать, что влияние одних пород на другие, например березы или осины на сосну и ель, происходит не только в видимой части фитоценоза - надземной (затенение, охлестывание), но и в подземной. Здесь наиболее остро проявляются антагонистические отношения в борьбе за пищу и влагу. Эти отношения осуществляются через корневые системы.

Во взаимоотношениях сосны с березой в смешанных сосново-березовых насаждениях имеются элементы благоприятствования (повышение почвенного плодородия) и отрицательного влияния. В.С.Шумаков (1963), изучив рядовые культуры сосны с березой (березы до 30%) в возрасте 20 лет указывает, что присутствие березы в сосново-березовых культурах на дерново-сильноподзо-листой почве положительно сказывается на агрегатном составе почвы и на водопрочности агрегатов. Подстилка обогащается основаниями, в ней выше примерно в 1,2…1,5 раза содержание азота и фосфора чем в чистых сосновых культурах. Кругооборот биогенных элементов под пологом смешанных сосново-березовых культур происходит более интенсивно. Активнее протекают процессы аммонификации и нитрификации. Увеличение гумуса в почве (в среднем за сезон гумуса под сосной 2,81%, под березой 4,43%) изменяет емкость поглощения, состав обменных оснований и степень насыщенности основаниями. Особенно заметно увеличение суммы оснований в середине лета.

В то же время при биохимических исследованиях (Олейникова, 1962) обнаружено, что совместное произрастание сосны и березы при размещении каждой породы отдельными рядами замедляет процесс обмена веществ и ведет к общему ослаблению жизненных функций у сосны, а, следовательно, к ухудшению ее роста. В чистом сосновом насаждении происходит более интенсивное накопление сахаров и более слабое — аминокислот: в хвое сосны, растущей совместно с березой, содержание свободных аминокислот выше, чем сахаров, примерно в 1,5 раза. Это наблюдается при недостаточном содержании в почвах калия, серы и микроэлементов.

Более сильное отрицательное влияние березы на сосну наблюдается в подземной части по сравнению с надземной, что подтверждается изменениями в строении корневой системы. Корневая система деревьев сосны, растущих в непосредственной близости от березы, имеет меньшее количество сосущих корней на мочке. Это снижение увеличивается по направлению от ряда сосны к рядам березы. Корни березы вытесняют корни сосны из верхней, гумусированной части почвы в нижний менее плодородный слой. Определенные изменения происходят и в физиологических процессах; в частности, у сосны в связи с затенением и изменением состава света, а также из-за затрудненного газообмена ослабляется фотосинтез.

В.Jonsson (1962) для условий Швеции признает положительное влияние на сосну и ель березы, если она не охлестывает их. Он отмечает, что продуктивность смешанных хвойно-лиственных насаждений по сравнению с чистыми выше в тех условиях произрастания, которые одинаково благоприятны для всех древесных пород, участвующих в составе насаждений. Следует оговориться, что такие условия в связи с различием в биологии древесных пород встречаются редко. По-видимому, автор имеет в виду богатые почвы, способные удовлетворять потребности в элементах питания самых требовательных к почве древесных пород.

По исследованиям, проведенным в Болгарии, рост сосны в высоту и по диаметру в сосново-еловых насаждениях до 30-летнего возраста выше, чем у ели. В 35 лет показатели выравниваются, затем начинают отставать. Участие сосны в еловых насаждениях увеличивает выход крупной древесины, а участие ели до 40% в сосновых насаждениях ведет к повышению общей продуктивности (до 15%) и к улучшению сортиментной структуры к возрасту спелости.

С.Л.Мойров (1968) по результатам своих исследований в северной лесостепи (Тульская обл.) установил положительное влияние дуба и липы на рост лиственницы сибирской. Смешанные культуры лиственницы на светло-сером слабооподзоленном лесном суглинке в 58 лет имели запас на 10,5% выше, чем чистые культуры лиственницы. По росту в высоту и по диаметру лиственница в смешанных культурах превосходит ее в чистых культурах. Правда, здесь определенное значение имеет первоначальная густота культур лиственницы, количество экземпляров которой в смешанных культурах было меньше.

Проф. В.П.Тимофеев (1965) на основе многолетних исследований культур лиственницы разных видов (сибирская, Сукачева, европейская) в европейской части бывшего СССР пришел к выводу, что смешанные и сложные культуры лиственницы в одних и тех же условиях местопроизрастания дают больше древесины, чем чистые. Лучшие сопутствующие породы для лиственницы — липа, ель, клен остролистный.

Этот же автор на примере культур сосны в Лесной опытной даче ТСХА положительно оценивает примесь ели и липы к сосне. По его исследованиям, самую высокую продуктивность имеют культуры сосны с елью (30% ели в 1-м ярусе, остальная ель во 2-м ярусе). Сосново-еловое насаждение в 72 года имеет запас 396 м³ при общей продуктивности 631 м³. Запас такого насаждения на 10…20% превышает запас чистого соснового насаждения.

Здесь мы имеем дело с ярким подтверждением принципа конкурентного исключения Гаузе. Ель, липа и сосна – породы, значительно отличающиеся друг от друга по своим свойствам, т.е. могущие существовать в определенных лесорастительных условиях без выраженного антагонизма. На практике это выразилось в возможности более плотного размещения деревьев разных пород с противоположными биологическими свойствами, что позволило им получать необходимое количество света в разных частях древесного полога (теневыносливость) и добывать питательные вещества из разных почвенных горизонтов (разные типы корневых систем), наиболее полно используя среду обитания.

При анализе взаимоотношений между древесными породами и влияния одних пород на рост других, необходимо учитывать индивидуальную скорость роста, а также его годовой и многолетний ритм, что сказывается на продуктивности насаждений,

Рост дерева в высоту происходит, как известно, из точки роста, находящейся в верхушечной почке последнего годичного побега. На протяжении вегетационного периода рост дерева в высоту происходит неравномерно. Нарастание побега весной незначительное, затем (обычно через 7…10 дней) усиливается, а в последующем замедляется. Физиологически рост заканчивается тогда, когда сформируется верхушечная почка, представляющая собой зачаток побега следующего года. В средних широтах европейской территории России у сосны и ели это приходится на конец июня - начало июля. Значительные различия в продолжительности роста имеются у разных древесных пород, она меняется в зависимости от географического района, условий местопроизрастания и наследственных особенностей.

У основных лесообразующих пород рост в высоту заканчивается: у сосны и ели во второй половине июня — в начале июля, у лиственницы в первой половине августа; у березы и осины в первой половине июля. Таким образом, сроки окончания роста в высоту имеют большой диапазон. Указанные сроки действительны для центральных и западных районов территории России при нормальных для той или иной местности метеорологических показателях. Всякие отклонения от нормы сказываются на сокращении или удлинении продолжительности роста. Необходимо при этом иметь в виду, что некоторые древесные породы (дуб, иногда сосна, ель, липа) способны давать вторые и даже третьи побеги, которые появляются в начале июля и заканчивают свой рост в первой половине августа, т. е. на протяжении 2…2,5 месяца. Практически продолжительность роста в высоту ограничивается у некоторых древесных пород несколькими днями: у сосны 45…50 дней, у ели 36…54 дня, у лиственницы сибирской и Сукачева 44… 68 дней, у дуба обыкновенного 21… 55 дней, у березы повислой 84 дня.

Сроки начала и окончания роста в высоту, его продолжительность имеют большое значение в межвидовых взаимоотношениях: те древесные породы, которые раньше начинают и позднее заканчивают свой рост и растут быстрее, имеют преимущества перед медленнорастущими древесными породами с меньшей продолжительностью роста. Следует учитывать также сезонный ритм роста — наступление его максимума: породы с более ранним наступлением максимума имеют большую возможность сохранить свое место в насаждении. Как показали исследования О.Г.Каппера (1954), наибольший прирост по высоте у хвойных пород наблюдается на месяц раньше, чем у мягколиственных (береза и осина).

Определяя оптимальный состав насаждений, необходимо считаться с законом большого роста, подбирая древесные породы так, чтобы кульминация роста в высоту у разных пород приходилась на разные возрастные этапы. Иначе в этот период резко усилятся конкурентные взаимовлияния между породами. Конечно, не только один этот показатель должен решать подбор древесных пород. Необходимо учитывать устойчивость насаждений к грибным заболеваниям, вредителям, ветру, к огневым повреждениям. Необходимо учитывать значение насаждений различного породного состава в экономике и в социальной жизни человека.

5.1. Оптимизация состава в лесах эксплуатационного значения

Для оптимизации состава насаждений большое значение имеют знания о формировании и строении смешанных насаждений.

Большой научный и практический интерес представляет взаимосвязь важнейших таксационных показателей в момент вступления насаждений в период быстрого роста. С этой целью В.С.Чуенковым (1980) проанализированы чистые и смешанные сосновые и еловые насаждения в наиболее распространенных типах леса и классах бонитета II и III классов возраста.

5.1.1 .Формирование смешанных сосняков

Важнейшими таксационными показателями при определении путей дальнейшего формирования насаждений служат текущий прирост по диаметру и запасу.

Исследования ВНИИЛМ в смешанных сосняках II класса возраста высших классов бонитета показали, что наибольшее значение текущий прирост по диаметру имеет в насаждениях смешанного состава 6С1ЕЗБ и 8С1Е1Б в том случае, когда высота березы меньше высоты сосны. Если средняя высота березы больше, чем средняя высота сосны, текущий прирост по диаметру и площади сечения уменьшается, хотя береза и не превышает 3 единиц по составу.

Зависимость между текущим приростом по сумме площадей сечений (Рg) и превышением средней высоты березы над сосной (Dh) носит прямолинейный характер. К.Б.Лосицкий и В.С.Чуенков (1980) считают, что даже при абсолютном преобладании сосны, когда береза не превышает 2…3 единиц состава, она отрицательно влияет на прирост сосны по сумме площадей сечения.

Если средняя высота березы превышает высоту сосны на 1 м, то прирост по сумме площадей сечений уменьшается на 20%. И наоборот, прирост сосны по этому показателю увеличивается на ту же величину - 20% с понижением средней высоты березы на один метр. Эта закономерность проявляется при близкой густоте стволов. При соотношении высот сосны и березы в пользу сосны, береза не оказывает конкурентного воздействия на сосну по световому фактору. В этом случае сосна из-за меньшей густоты имеет больший текущий прирост по диаметру и площади сечения. Из-за этого суммарный запас стволовой древесины оказывается больше на 8…12%.

Важно знать, до какой степени можно изреживать насаждение, чтобы поднять его текущий прирост и в то же время существенно не ухудшить технические качества древесины. Исследования лаборатории лесоустройства ВНИИЛМа показали, что в старшем возрасте увеличение доли участия березы не влияет на относительное протяжение кроны сосны, но оказывает влияние на количество и размер сучьев. С увеличением в составе доли участия березы увеличиваются размер сучьев у сосны и их количество, что влияет в первую очередь на ее сортность.

Имеются и другие мнения по этому вопросу. Так Н.А.Зудин (1960) по материалам исследований смешанных сосново-березовых насаждений в условиях свежего бора Республики Марий Эл отмечает, что чем больше участие березы в составе насаждений, тем лучше очищены стволы сосны от сучьев.

Исследования смешанных сосняков III класса возраста I и II бонитетов позволили ВНИИЛМ сделать следующие выводы:

1. При равном возрасте, одинаковом числе стволов сосны на 1 га, одинаковых высотах и близком общем числе стволов на 1 га средний диаметр и сумма площадей сечений больше в том случае, когда состав насаждения приближается к чистому или когда в составе присутствует ель.

2. Если в составе имеется 2 и более единицы березы, которые по высоте превышают сосну, средний диаметр сосны уменьшается на ступень толщины.

3. Не наблюдается четкой зависимости величины процента текущего прироста по площади сечения от числа стволов в насаждении и от суммы площадей сечений.

4. Во всех типах леса примесь ели к сосне не снижает общего запаса и повышает средний диаметр сосны.

Изучением формирования смешанных насаждений сосны занимались и другие исследователи.

Ф.Н.Харитонович (1968), проведя исследование смешанных сосновых, еловых и березовых культур в условиях лесной зоны европейской части России, пришел к выводу, что береза в большинстве случаев является антагонистом сосны и ели. Чем благоприятней условия произрастания для березы, тем сильнее она угнетает сосну и ель, ослабляя их жизнедеятельность. Угнетение сосны и ели березой особенно проявляется при подеревном и порядовом смешении.

А.И.Котов (|1961), изучая чистые и смешанные сосново-березо-вые насаждения, пришел к выводу, что примесь березы не мешает росту сосны только в том случае, когда к возрасту рубки она участвует в составе древостоя не более 2 единиц.

Я.К.Матузанис, Р.Я.Сацениек, Я.К.Тауринь (1968) отмечают в Латвии следующие особенности строения и роста смешанных сосново-березовых насаждений зеленомошной серии:

1) в смешанных сосново-березовых древостоях зеленомошной группы типов леса в возрасте до 50 лет максимальная высота березы превышает наибольшую высоту сосны, а затем верхние высоты становятся практически одинаковыми;

2) в возрасте от 30 до 70 лет средняя высота березы больше чем у сосны (при доверительной вероятности 70…90%); в старшем возрасте это различие исчезает;

3) с увеличением доли березы в составе насаждения наблюдается тенденция к уменьшению среднего диаметра сосны;

4) существенных различий между величинами средних диаметров сосны и березы не наблюдается;

5) текущий прирост по запасу, отнесенный к 1м² суммы площадей сечений, имеет существенно большее значение до возраста 70 лет - у березы он больше, чем у сосны.

Различия в темпах роста сосны и лиственных пород по их возрастным периодам нашло отражение в работах многих авторов, занимающихся изучением смешанных культур и молодняков естественного и искусственного происхождения.

А.К.Денисов и А.А.Александров (1954), исследуя взаимоотношения сосны и березы в смешанных 30-летних молодняках в условиях свежего бора, возникших на гарях в Республике Марий Эл, установили следующее. Если сосна и береза поселяются одновременно, то в первые годы жизни береза, независимо от ее участия в составе древостоя, занимает верхнюю часть полога, в 2...3 раза превышая сосну по высоте. Со временем различия высот сглаживаются и к концу второго или начала третьего класса возраста сосна догоняет березу. В условиях свежего бора сосна по данным исследователей при любом участии ее в составе смешанного сосново-березового и березово-соснового древостоя семенного происхождения при одновременном поселении пород не будет вытеснена березой. При неодновременном поселении отстает в росте та порода, которая поселилась позже. На основании данного исследования авторами предлагается на площадях сосняков брусничных (А₂), где участие сосны достигает 5 единиц и более, уход вообще не проводить, поскольку в этих условиях преобладание сосны будет обеспечено.

Исследования послепожарных молодняков в Приангарье (Пшеничникова, 1978, Бузыкин, Пшеничникова, 1980) подтвердили вышесказанное и установили, что в сосняке брусничном нет дифференциации на ярусы. Различия между средней высотой березы и сосны с 10 до 30 лет в среднем не превышают одного метра. К 30 годам верхние высоты этих пород сравниваются, а участие сосны в составе достигает 8 единиц. За два десятилетия (с 10 до 30 лет) доля сосны в составе возросла с 3 до 6 единиц.

В сосняке бруснично-разнотравном на протяжении 30-летнего исследованного периода смешанные молодняки характеризовались четко выраженной двухъярусной структурой, которая была представлена господствующей лиственной частью и угнетенной сосновой. Лишь отдельные крупные деревья сосны могли выйти в верхний ярус. К 20 годам сосна составляла в древостое не более 20%, а к 30 годам ее участие возрастало до 30%.

В сосняке разнотравном на протяжении всего 30- летнего периода формирования сосна находилась под пологом лиственных. Её участие в составе к 20 годам не превышало 10, а к 30 годам - 20%.

Различия в темпах роста сосны и лиственных пород в разные возрастные периоды нашли отражение в работах многих авторов, занимающихся изучением смешанных культур и молодняков естественного и искусственного происхождения.

По исследованиям А.А.Макаренко и Н.Т.Смирнова (1973), в сосново-березовых молодняках Казахского мелкосопочника в сухих и свежих условиях береза энергичнее растет в высоту до 30...35 лет, во влажных условиях - до 20 лет. Превосходство березы по высоте сохраняется до 40 лет во всех лесорастительных условиях.

В смешанных молодняках северной подзоны тайги в Карелии приросты сосны и березы начинают выравниваться к 20 годам, а выравнивание высот происходит в 25...30 лет (Сбоева, 1974).

В сосновых молодняках Среднего Урала кульминация прироста в высоту у сосны наступает в возрасте 12...15 лет, при этом чем больше в составе древостоя сосны, тем на более поздний срок передвигается кульминация прироста деревьев этой породы (Луганская, 1970).

Для условий Среднего Заволжья выравнивание высот сосны и березы в зеленомошных сосняках В.П.Тимофеев (1954) указывает в 30 лет. По исследованиям А.К.Денисова, А.А.Александрова (1954) на гарях 1921 года выравнивание высот березы и сосны в условиях свежего бора при одновременном поселении данных пород происходит в конце второго - начале третьего класса возраста.

Многие исследователи отмечают, что выравнивание высот идет тем быстрее, чем лучше условия местопроизрастания (Мирошников, 1955; Соловьев, 1961; Смирнов, 1964; Макаренко, Смирнов, 1973; и др.).

Исследования роста сосны и лиственных пород в смешанных древостоях, издавна привлекающее внимание лесоводов, свидетельствуют о неоднозначности этого процесса в разной фитоценотической и экологической обстановке.

Так изучение роста сосны и лиственных пород в молодняках на гарях 1972 года в Марийском Заволжье (Калинин, 1996, 1997, 1998, 2002) свидетельствует о значительной роли в динамике высот типов леса.

Исследования показали, что выравнивание высот одновозрастной сосны и семенной березы происходит в более ранние сроки:

· в брусничном типе леса - в 9-летнем возрасте;

· в черничном - в 15-летнем,

· в долгомошном - в 10-летнем

· в кустарничково-пушицево-сфагновом - в 6-летнем возрасте.

По отношению к семенной осине это выравнивание высот происходит соответственно в 9, 6, 8 и 4 года.

На 23-летних гарях в брусничном типе леса сосна уступала в росте лишь порослевой березе. Корнеотпрысковая осина из-за несвойственных ей здесь лесорастительных условий резко уменьшила темпы роста и стала ниже сосны. В сосняке черничном отставание в росте от вегетативной березы и осины сохранялось. В долгомошном типе леса сосна сравнялась по высоте с вегетативной осиной, но примерно на 1,0 м уступала порослевой березе. В кустарничково-пушицево-сфагновом типе леса размеры порослевой березы и сосны стали одинаковыми, осина же к этому возрасту полностью выпала из состава.

В соответствии с отмеченными особенностями роста сосны и лиственных пород изменялось с возрастом молодняков и соотношение их средних высот (рис. 5.1). Скорость роста сосны везде превосходила лиственные породы и спустя 23 года на гарях всех исследованных типов леса средние высоты её оказались больше. Участие сосны в составе молодняков по запасу резко возрасло по сравнению с ее участием по количеству деревьев.

Как видно из рис. 5.2 на 23-летних гарях, за исключением черничного типа (А₃), формируются молодняки с большим участием сосны по запасу (77...90%), хотя в начальный период возобновления она по составу занимала в брусничном типе леса (А₂) - 31%, бруснично-черничном (А_2-3) - 59%, долгомошном (А₄) - 2%.

В черничном типе леса выравнивание высот сосны и березы, как отмечено выше, произошло в более поздний период (15 лет). Здесь еще нет резких различий в составе по числу деревьев и по запасу, сосна еще находится в меньшем количестве. Но и в этом типе наблюдается тенденция увеличения участия сосны. На 16…23-летних гарях она по запасу превысила ее участие по количеству деревьев на 16...18%.

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, на