close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2807.Восстановление лесов европейского севера России эколого-лесоводственные аспекты

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Поморский государственный университет
имени М.В. Ломоносова»
В.В. Беляев
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛЕСОВ
ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ
Эколого-лесоводственные аспекты
Архангельск
Поморский университет
2011
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 630*23(470.1/.2)
ББК 43.4(235.1)
Б 447
Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент
РАЕН, профессор кафедры лесных культур и механизации лесных работ С(А)ФУ Н.А. Бабич; доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАЕН, профессор
С(А)ФУ П.А. Феклистов; кандидат географических наук,
доцент кафедры географии и геоэкологии Поморского
государственного университета имени М.В. Ломоносова
Н.А. Кондратов
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение..............................................................................................................
5
Глава 1. Методика исследований............................................................
1.1. Общелесоводственные и лесокультурные методы.................
1.2. Общебиологические и физиологические методы...................
8
9
14
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Поморского университета
Глава 2. Естественное возобновление леса........................................
2.1. Возобновление под пологом основных типов леса................
2.2. Возобновление леса на вырубках.................................................
19
19
29
Беляев, В.В.
Восстановление лесов Европейского Севера России: ЭкологоБ 447
лесоводственные аспекты / В.В. Беляев; Поморский гос. ун-т им.
М.В. Ломоносова. – Архангельск: Поморский университет, 2011. –
325 с.
ISBN 978-5-88086-960-2
Глава 3. Современное состояние искусственного лесовосстановления............................................................................................................
3.1. Лесосеменное дело и выращивание посадочного материала
3.2. Технология создания лесных культур........................................
3.3. Состояние и рост искусственных насаждений.......................
3.4. Дифференциация растений и лесных культур........................
3.5. Оценка качества лесных культур.................................................
40
41
45
48
60
73
На базе многолетних исследований обоснованы приемы повышения эффективности и качества лесовосстановления. Полученные
результаты имеют важное теоретическое значение и позволяют решать ряд практических задач.
Для ученых-экологов, географов, лесоводов, а также аспирантов
и студентов естественнонаучных специальностей высших учебных
заведений.
УДК 630*23(470.1/.2)
ББК 43.4(235.1)
ISBN 978-5-88086-960-2
© Беляев В.В., 2001
© Поморский университет, 2011
2
Глава 4. Изменение лесорастительных условий вырубок при
их лесокультурном освоении....................................................................
4.1. Особенности лесорастительных условий основных типов
вырубок и осушенных болот..........................................................
4.1.1. Дренированные вырубки.......................................................
4.1.2. Избыточно увлажненные вырубки....................................
4.1.3. Краткая характеристика болот Европейского Севера
4.1.4. Особенности почвообразования полугидроморфных
и гидроморфных почв...........................................................
4.2. Изменение физико-химических свойств почв под влиянием механической обработки......................................................
4.3. Температурный и воздушный режимы почв...........................
Глава 5. Эффективность селекционно-улучшенного посадочного материала при создании лесных культур................................
5.1. Комплексная оценка качества посадочного материала и
его дифференцированное применение........................................
3
80
81
82
87
92
95
101
113
134
135
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5.1.1. Изменчивость и взаимосвязь биометрических показателей сеянцев и саженцев.................................................
5.1.2. Состояние и рост лесных культур в зависимости от
вида, возраста и размера посадочного материала.......
5.1.3. Комплексная оценка качества посадочного материала.............................................................................................
5.2. Отбор саженцев ели по признаку четко выраженной мутовчатости............................................................................................
5.3. Использование в лесокультурном производстве сеянцев
сосны с наличием треххвойных пучков...................................
5.4. Отбор наиболее перспективных происхождений и форм
древесных пород при создании лесных культур...................
5.5. Особенности сезонного роста селекционно улучшенного
посадочного материала в лесных культурах...........................
Глава 6. Влияние геоэкологических факторов среды на лесные экосистемы (на примере конвективного теплового потока
Земли)..................................................................................................................
6.1. Территории с различными показателями КТП.......................
6.2. Температура и химические свойства почвы............................
6.3. Продуктивность лесных экосистем.............................................
6.4. Влияние эндогенного тепла Земли на агроклиматические
условия...................................................................................................
6.4.1. Заморозки: понятие, характеристика, факторы............
6.4.2. Общая характеристика заморозков в Архангельской
области........................................................................................
Глава 7. Эколого-лесоводственные предпосылки выращивания высокопродуктивных культур хвойных пород......................
7.1. Подбор лесокультурных площадей и древесных пород.......
7.2. Подготовка лесокультурных площадей......................................
7.3. Эколого-лесоводственные основы улучшения лесорастительных условий вырубок..............................................................
7.3.1. Механическая обработка почвы.........................................
7.3.2. Осушительная мелиорация..................................................
7.3.3. Применение минеральных удобрений при создании
культур хвойных пород........................................................
7.4. Основы совершенствования технологии создания лесных
культур..................................................................................................
136
151
163
174
182
186
195
206
207
212
223
236
237
249
255
256
268
269
271
279
287
294
Выводы и практические рекомендации..............................................
300
Заключение........................................................................................................
306
Библиографический список.......................................................................
308
4
ВВЕДЕНИЕ
По концентрации лесных ресурсов и эксплуатационным запасам древесины Европейский Север России (Архангельская, Вологодская области и Республика Коми) в течение многих десятилетий представлял собой один из основных лесопромышленных
районов страны. Сегодня регион заготавливает около 30% всей
древесины в странах СНГ, хотя по общему запасу его доля не превышает 9%, а территория составляет 7,5% [Редько, Бабич, 1993б;
Редько, Родин, Трещевский].
Сравнительно недавно в регионе ежегодно сплошными концентрированными рубками охватывалось около 400 тыс. га лесов, заготовлялось 60-65 млн. м3 древесины, в том числе 87% по
хвойному хозяйству [Состояние и пути улучшения…]. Систематически наблюдались перерубы расчетной лесосеки по хвойному
хозяйству и недорубы по лиственному. Это привело к тому, что к
90-м годам прошлого столетия при остром недостатке сырья работали находящиеся здесь Сегежский, Кондопожский, Котласский,
Архангельский, Соломбальский, Сокольский и Сыктывкарский
целлюлозно-бумажные комбинаты.
Двукратное снижение объемов заготовки древесины, вызванное,
прежде всего, общим спадом производства в стране, существенно не изменило ситуацию. Одновременно с этим уменьшились
и объемы лесовосстановительных работ, в том числе и лесных
культур. Технологии как рубок, так и лесовосстановления остались по существу на прежнем уровне. Разрешенные действующими правилами и широко реализуемые в таежной зоне технологии
сплошных концентрированных по площади рубок леса являются
откровенно антиэкологическими. В процессе таких рубок крупные лесные ландшафты коренным образом трансформируются, а
существовавшие биогеоценозы разрушаются, поскольку используемые тяжелые лесозаготовительные машины уничтожают не
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
только подрост, подлесок, живой напочвенный покров, но повреждают и обедняют почву [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984]. Время, необходимое для восстановления водно-физических свойств
почвы, растягивается на десятилетия.
В настоящее время, несмотря на снижение ежегодной площади
сплошных рубок, которые все еще остаются в пределах 150200 тыс. га, все эти явления в лесном хозяйстве сохраняются.
Негативные последствия применения сплошных рубок приводят к заболачиванию вырубок и увеличению периода возобновления. На таких лесосеках даже береза возобновляется только на
4-5-й год после рубки.
Заваленные массой разлагающихся органических остатков при
резко уменьшенных возможностях фиксации минеральных продуктов разложения такие территории уже сами по себе выступают
в роли объектов, где происходит загрязнение поверхностных и
грунтовых вод. При последующем естественном или искусственном лесовосстановлении исходные экосистемы восстанавливаются не полностью, во многом оставаясь обедненными из-за смены
пород и снижения плодородия почвы. Теряется прежняя рациональная организация биогеоценоза, создававшаяся природой столетиями [Бабиков, 1968]. Естественное восстановление леса, являющееся в регионе основным, связано с большими трудностями
и может осуществляться только за счет последующего возобновления, а в большинстве случаев только путем создания лесных
культур.
Несмотря на то, что ежегодные объемы искусственного восстановления в регионе составляют около 25% от площади вырубки,
увеличивается разрыв между рубкой и лесовосстановлением, а
площади высокопродуктивных хвойных древостоев непрерывно
сокращаются. Довольно часто в силу многих причин искусственные насаждения формируются через смену пород. Их продуктивность не превышает продуктивности естественно формирующихся насаждений. В итоге происходит потеря материальных
средств и труда без достижения конечной цели – воспроизводства продуктивных хвойных насаждений. Следовательно, сейчас
уже нельзя ориентироваться на простое воспроизводство прежних
древостоев. Новые рукотворные леса должны быть лучше своих
предшественников и в полной мере отвечать целям выращивания
[Шутов, Маслаков, Маркова, 1991].
Современной задачей лесоводов является полный перевод практики лесовосстановления и лесовыращивания на селекционногенетическую основу [Правдин, 1967: Шутов, Маслаков, Маркова,
1991]. Вместе с тем наследственно обусловленные свойства живых
организмов, в том числе и древесных пород, могут максимально
реализоваться при наиболее благоприятных условиях окружающей среды. В связи с этим особую значимость в решении проблемы повышения эффективности лесовосстановления наряду
с коренным улучшением технологии (использование комплекса
мелиоративных приемов и высококачественного селекционноулучшенного посадочного материала) приобретают результаты
новейших данных о влиянии геоэкологических условий (конвективный тепловой поток Земли, степень дезинтеграции земной
коры, геохимические и метеорологические аномалии и др.) на
лесные экосистемы Севера [Кутинов, Чистова, 2004].
6
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Глава 1
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования в данном направлении были начаты в 1976 году
в лаборатории лесных культур Архангельского института леса и
лесохимии при личном участии (до 1982 г.) и научном руководстве автора на всех этапах: разработки программы, определения
методики, сбора полевого материала, его обработки и систематизации, анализа при выполнении научно-исследовательских тем,
и продолжены в Поморском государственном университете имени М.В. Ломоносова и Институте экологических проблем Севера
Уральского отделения Российской академии наук.
Воспроизводство таежных лесов и повышение их продуктивности мы рассматриваем как взаимообусловленный и взаимосвязанный процесс, характер которого определяется целым комплексом
природных, экономических и социальных условий региона. Такой
подход определил структуру данной научной работы и принципиальные направления исследований.
В основу разработки эколого-лесоводственного обоснования создания высокопродуктивных лесных культур в широком диапазоне
лесорастительных условий Европейского Севера положен системный подход. Это вызвано прежде всего тем, что технологический
процесс выращивания искусственных насаждений, базирующихся
на современной мощной технике, оказывает существенное преобразующее влияние на лесные биогеоценозы. В результате этого
многообразного процесса создаются новые экологические системы (биогеоценозы) с заранее определенным породным составом
и структурой насаждений, измененными почвенными условиями
и другими компонентами. Новые экосистемы создаются на месте
старых, в которых сложились, действовали и действуют определенные взаимосвязи, процессы обмена веществ и энергии между
компонентами. В общем виде задача включаемых в технологию
8
лесокультурных мероприятий по существу сводится к частичному
преобразованию компонентов с целью преобразования факторов,
лимитирующих восстановление, рост и формирование нужных
насаждений. Вместе с тем после частичных изменений компонентов экологическая система должна функционировать более
эффективно в отношении поставленных хозяйственных целей.
Чтобы добиться этого, необходимо комплексно решить биологические, экологические и технологические задачи в их сложной
взаимосвязи и взаимообусловленности, а сделать это нельзя без
системного подхода.
Объединенные в единый технологический процесс агротехнические, мелиоративные и лесоводственные приемы также должны
рассматриваться в комплексе, а их эффективность должна оцениваться по степени воздействия на формирование новых биогеоценозов и их биологическую продуктивность. Экспериментальные
исследования были запланированы в соответствии с изложенными концепциями.
Широкие комплексные исследования – лесоводственные, лесокультурные, почвенные, микроклиматические, физиологические,
геоэкологические – выполнены по общепринятым современным
указаниям и разработкам. Наряду с этим были сделаны некоторые
методические уточнения применительно к условиям Европейского Севера, задачам и объектам исследований.
1.1. Общелесоводственные
и лесокультурные методы
В основу методики изучения культур положены системный
подход с широким использованием математического моделирования, а также зонально типологический и статико-динамический
методы исследований по Н.П. Кобранову (1973), при которых производится изучение большого количества участков лесных культур в отдельных фазах роста и развития, созданных основными
методами, при разных способах обработки почвы, в наиболее распространенных лесорастительных условиях.
Экспериментальный материал, раскрывающий эффектность искусственного лесовосстановления на Европейском Севере, получен методом однократных обмеров на временных пробных площадях и повторных перечетов на постоянных опытных участках.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При выполнении этих исследований и режимных наблюдений
учтены основные положения и принципы методик, широко применяемых в лесоводстве [Мелехов, Корконосова, Чертовской], таксации [Мошкалев], а также при изучении лесных культур [Кобранов; Маслаков Мойко и др.].
При исследовании роста, продуктивности и морфологической
структуры лесных культур широко применялся метод полевой
биометрии и морфологии, являющийся синтезом частично модифицированных общеизвестных методик. Его слагаемые: наблюдение возобновления и развития насаждений, их описание, учеты и
обмеры. Работы проводились на временных и постоянных пробных площадях.
Подбор культур для дальнейшего их изучения определялся целями исследования. Натурному исследованию молодняков
искусственного происхождения предшествовало изучение материалов отчетности лесхозов и лесничеств, актов перевода в покрытую лесом площадь и других документов. Методика наших
исследований разработана на классических методах лесоводства,
таксации, лесных культур и других ведущих дисциплин. Перед
закладкой пробных площадей проводили осмотр участка, и при
необходимости он разделялся на однородные выделы по лесорастительным условиям, густоте и размещению культур, примеси
лиственных пород и т.п. На каждый участок культур составляли
лесоводственно-геоботаническую характеристику [Мелехов, Корелина] и устанавливали технологию их создания.
На каждом выделе закладывали 1-3 пробных площади. Количество пробных площадей определяется величиной выдела и его
однородностью в соответствии с «Инструкцией по проведению
ежегодной инвентаризации лесных культур» (1979).
Пробные площади закладывали с учетом основных положений
и требований ГОСТа 16128-70 и ОСТа 56-69-83 в однородных по
почвенному и живому напочвенному покрову условиях. Размеры
пробных площадей обусловлены наличием на них необходимого
количества особей культивируемой породы, позволяющего определить важные таксационные показатели (высота, диаметр и др.) с
точностью, принятой в лесоводственных исследованиях, – 2–5%.
В зависимости от возраста, полноты, однородности насаждений и реальных возможностей объектов площадь проб составляла
от 0,05 до 0,25 га. Как правило, форма пробной площади принималась прямоугольной.
Перечет деревьев на пробной площади проводили по элементам леса, ступеням толщины или высоты в разрезе отдельных
посевных или посадочных мест. В культурах, не достигших средней высоты 3 м, перечет проводили по высоте, а свыше 3 м – по
диаметру. Шаг ступеней толщины (высоты) дифференцировался
в зависимости от возраста изучаемых культур, т.е. принимали
во внимание визуально определенные средние диаметр и высоту основного элемента леса – культивируемой породы. Диаметр
стволов измеряли на высоте 1,3 м.
В тех случаях, когда перечет проводили по диаметру, для
определения средней высоты элемента леса производили замеры
диаметров и высот у 20-25 деревьев, распределенных пропорционально количеству наблюдений в каждой ступени толщины.
Измерения высот проводили высотомером Блюм-Лейса. Средняя
высота определялась графически, а диаметр – статистически, непосредственным способом.
На каждой пробной площади брали модельные деревья для
определения основных таксационных показателей (запас, текущий
прирост и др.) – 10-20 шт. по ступеням толщины или 5-20 шт.
средних в целом для культурфитоценоза.
При изучении лесовосстановительных процессов в лесу, на вырубках и участках лесных культур руководствовались положениями ГОСТа 18486-77 и общепринятыми широко апробированными
методическими указаниями [Мелехов, 1954а,б; Маслаков, 1973].
В насаждениях закладывались пробные площади размером
0,25 га. Через середину пробной площади параллельно двум ее
сторонам провешиваются визиры. На этой линии и двух параллельных ей сторонах пробной площади через 5–10 м намечались
учетные площадки размером 10 м2 (2×5 м) из расчета, чтобы на
каждой линии их было одинаковое число (обычно 10). Учет подроста проводился по породам и группам высот до 0,5 м; 0,6–1,5 м;
1,6 м и более; по состоянию – надежный, сомнительный, сухой.
На учетных площадках проводился также учет подлеска, описание травяного покрова, микрорельефа.
Для изучения естественного возобновления леса на вырубках
обследовали в каждом изучаемом типе леса вырубки до 5, 5-10 и
более 10 лет. Обследование проводили путем закладки учетных
площадок, размер и количество которых зависели от визуально
определенной густоты самосева и подроста:
10
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– при густоте более 10 тыс. шт. на 1 га размер площадки – 4 м 2,
а их суммарная площадь составляет не менее 0,5% обследованного участка;
– при густоте 3-10 тыс. шт. на 1 га размер площадки – 10 м2,
а их суммарная площадь должна составлять 1% площади обследованного участка;
– при редком самосеве и подросте (до 3 тыс. шт. на 1 га) размер
площадки – 20 м2, а их суммарная площадь должна составлять
не менее 2% обследованного участка.
Исходя из этих нормативов, находится количество учетных
площадок и их размеры для каждого обследованного участка
(вырубки). Расстояние между площадками определяется по формуле:
S
R= n ,
где s – площадь обследуемого участка,
n – число учетных площадок.
Через это определенное расстояние по диагонали участка закладывали учетные площадки в нужном количестве. На них проводили перечет отдельно по породам, происхождению и категориям крупности. Учитывали только жизнеспособные экземпляры
самосева и подроста в возрасте 2 года и более. Для подроста
каждой породы и категории высот определяли средний возраст
(по мутовкам или годовым кольцам на срезе у шейки корня) и
высоту не менее чем у 10 экземпляров подростов соответствующей породы. Перечет подроста и последующего возобновления
проводили раздельно.
Предварительно давалась общая характеристика участка: давность рубки, размер лесосеки, сезон рубки, технология разработки лесосеки и т.п.
При создании опытных культур исходные лесорастительные
условия изучались согласно методике И.С. Мелехова (1966). На
каждый участок составлялось лесоводственно-геоботаническое
описание с характеристикой топографического положения, гидрологических условий, микрорельефа, естественного возобновления
древесных пород.
Эффективность отдельных лесокультурных и мелиоративных
приемов и их комплексов определялась на основе сравнения показателей качества лесных одновозрастных культур, заложенных
как в однородных лесорастительных условиях при одинаковом со-
четании приемов, так и в различных лесорастительных условиях
при одинаковом сочетании факторов.
За критерии оценки качества лесных культур до 20-летнего
возраста принимали: приживаемость (сохранность), рост, потребность в агротехнических и лесоводственных уходах, характер
взаимоотношений хвойных пород с лиственными, возраст перевода в лесопокрытую площадь.
Для получения объективных данных о влиянии индивидуальной изменчивости биометрических показателей посадочного
материала (сеянцев, саженцев) на состояние и рост культур в дополнение к общепризнанным методикам давали подробную характеристику отдельно каждого растения до и после посадки на
лесокультурную площадь.
При изучении изменчивости и взаимосвязи биометрических показателей посадочного материала подробно исследовали 11 видов
посадочного материала сосны, ели, лиственницы и кедра, выращенного в питомниках Архангельской и Вологодской областей и
Республике Коми. У 200 растений каждого вида измеряли высоту,
диаметр у шейки корня, прирост по высоте за последний год роста
в питомнике, определяли массу всего растения в абсолютно-сухом
состоянии, массу корней, хвои, стволика, надземной части.
Перед посадкой в опытные культуры отдельно у каждого высаживаемого растения измеряли высоту, прирост по высоте за последние 2-3 года, диаметр у шейки корня и глазомерно определяли
степень развития корневой системы с разделением растений по
этому признаку на 3 группы (хорошие, удовлетворительные, плохие). В посадках также велись наблюдения отдельно за каждым
высаженным растением. При морфологической характеристике
каждому растению присваивали номер, под которым оно высаживалось на лесокультурную площадь. Чтобы обеспечить это
методическое положение, были изготовлены специальные «ленты сажальщика». Ленты изготовляли из плотной ткани шириной
15–20 см. К ней пришивали клапаны с платяными кнопками. Клапаны образуют ячейки для размещения сеянцев или саженцев.
Каждая лента рассчитана на 50 растений. Ленты и ячейки были
пронумерованы.
Характеристика каждого растения до и после посадки позволяла изучить влияние индивидуальной изменчивости сеянцев и
саженцев на их адаптацию и рост в культурах, при этом возможно
широкое применение математических методов анализа.
12
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В специфических условиях Севера сеянцы и их саженцы растут очень медленно в первые 1-2 года после их пересадки на
лесокультурную площадь, поэтому различия между их индивидуальными характеристиками (высотой, диаметром, приростом по
высоте) очень незначительны. В то же время прирост по объему
стволиков у разных по продуктивности растений отличается в
6-9 раз. В связи с этим для более полной характеристики индивидуальных свойств особей нами был использован показатель –
увеличение Д2Н – за 2-4 года, который наиболее тесно связан с
приростом по объему стволика [Беляев, Пигарев, Сенчуков]. Это
значение отражает накопление сеянцами (саженцами) фитомассы,
что особенно важно для их характеристики с лесокультурных позиций.
Для выявления эффективности массового искусственного отбора быстрорастущих деревьев на основе ранней диагностики наследственных свойств по прямому признаку (фитомассе) сеянцы
и саженцы перед посадкой сортировали на 5 групп по величине
отношения индивидуальной фитомассы к средней массе анализируемой однородной совокупности: I – 0,4; II – 0,4-0,8; III – 0,8-1,2;
IV – 1,2-1,6; V – более 1,6.
Осуществляли это следующим образом: отбирали среднюю
пробу из 300-500 растений, отмывали корни от субстрата, взвешивали и вычисляли их среднюю массу, затем взвешивали каждое
растение и по отношению к средней массе делили на группы. Из
каждой группы отбирали 10-15 растений, которые служат образцами при сортировке всей партии посадочного материала. Рассортированный посадочный материал (все 5 групп) высаживали в
однородные лесорастительные условия при одинаковых способах
обработки почвы.
Физиологическое состояние изучаемого посадочного материала
и растений в культурах характеризовали по состоянию фотосинтетического аппарата, интенсивности дыхания, водному режиму,
активности корневой системы и росту побегов в течение сезона
вегетации.
Для характеристики фотосинтетического аппарата использовали показатели интенсивности дыхания и содержания пигментов
в хвое. Интенсивность фотосинтеза определялась радиометрическим методом [Зеленский, Семихатова, Вознесенский], содержание пигментов в хвое – по методу Сапожниковой (1950). Водный
режим растений характеризовался следующими показателями:
содержание воды в хвое, интенсивность транспирации [Иванов,
Силина, Цельникер].
Для оценки качества сеянцев и саженцев мы впервые использовали новый показатель – величину гальванотока в лубе растений
[Беляев, 1986а]. С этой целью была изготовлена гальванопара из
серебряного и цинкового электродов (диаметр – 1 мм, длина –
5 мм), смонтированных на колодке из оргстекла с расстоянием
между ними 5 мм. В качестве регистрирующего прибора был
использован трехшкальный гальванометр от люксметра Ю-16.
Чувствительность по шкалам – 1,5 и 15 мВ на одно деление [Коловский]. При измерениях электроды вводили в луб растений на
уровне корневой шейки в трех точках по окружности стволика и
брали отсчеты по указанной шкале. При обработке полученных
измерений для каждого сеянца (саженца) по трем отсчетам вычисляли среднюю величину гальванотока.
При изучении вопросов ранней диагностики быстроты роста
растений использовали признак треххвойности (сосна обыкновенная) [Попов, Жариков, 1974; Попов, Жариков, Тучин], степень выраженности мутовчатости у ели [Попов Жариков, Тучин; Попов, Тучин, Сурсо, 1984], окраску женских шишек у
лиственницы.
Исследования сезонного роста проводили в посадках ели и лиственницы, созданных селекционно улучшенными и обычными
сеянцами. Эколого-фенологические наблюдения осуществлялись
с учетом методик И.Н. Елагина (1976).
Влияние механической обработки почвы серийно выпускаемыми орудиями, в том числе с активными рабочими органами,
на изменение водно-воздушных и агрохимических свойств почвы
изучалось с применением общепризнанных методов полевых и
лабораторных исследований. Изучалась также динамика уровня
почвенно-грунтовых вод, характер зарастания посадочных мест
травяной и древесно-кустарничковой растительностью, изменения
элементов микроклимата в приземном слое воздуха.
14
15
1.2. Общебиологические
и физиологические методы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При изучении экологических условий на опытных объектах использовали также общепринятые методики [Побединский; и др.].
Были оборудованы метеоплощадки, на которых стандартными метеоприборами проводили регистрацию элементов водно-теплового
баланса. На каждой метеоплощадке температуру воздуха измеряли минимальными, средними и максимальными термометрами,
установленными на поверхности почвы и на высотах 10, 20, 30,
50, 80, 120, 200 см. Для непрерывной регистрации температуры
использовали недельные термографы.
Для измерения температуры почвы использовали коленчатые
(глубина 5, 10, 15, 20 см) и вытяжные (20, 40, 60, и 100 см) термометры, которые размещали на целинной и обработанной почве.
Показатели снимали одновременно с регистрацией температуры
воздуха. Для выявления варьирования температуры почвы регулярно 1-2 раза в месяц выполняли замеры в 20-30 точках на глубине 5 и 15 см с помощью термометра-щупа (АМ-6).
При изучении температуры почвы и приземного слоя воздуха на территориях с разной величиной конвективного теплового потока (КТП) одновременно (в один и тот же день) в 100
статистически выбранных точках (через 1 м на каждой ходовой
линии) измеряли температуру почвы на глубине 30 см контактным термометром ТК 5-05 и в этих же точках на высоте 1,0 м
аспирационным психрометром измеряли температуру воздуха,
что позволило в дальнейшем проанализировать относительную
влажность воздуха на данных объектах. Кроме того, в условиях средней подзоны тайги (Устьянский лесхоз) на двух участках
сосняка брусничника, расположенных на территориях с разной
величиной КТП в 4 статистически выбранных точках на глубину
30 см были поставлены термометры (по 4 на каждом участке),
с которых в течение июля-августа регулярно (через 5-7 дней) и
одновременно снимали показания.
Оценку пространственной структуры лесных массивов проводили на основе анализа плана лесонасаждений и таксационных описаний соответствующего лесоустройства с последующей
привязкой на топографическую и геоэкологическую основу. Карта разломов использовалась согласно методике Ю.Г. Кутинова,
З.Б. Чистовой (2004). На основе этих данных оценивали пространственное размещение выделов, различающихся по условиям местопроизрастания, породному составу и продуктивности.
На основе тепловой карты в пределах Березниковского лесхоза
Моржегорского лесничества (кварталы № 28, 29, 44, 45, 46, 60, 61,
63, 64, 79) выделена территория, неоднородная по термическим
условиям. Привязка КТП относительно топографических карт
осуществлялась в ГИС-пакете MapInfo 6.5.
При изучении географического распространения и особенностей заморозков, что особенно важно при восстановлении ели,
за 20-летний период проанализированы показатели касающиеся
заморозков по 28 метеостанциям, расположенным практически во
всех районах (лесхозах) Архангельской области. Самые сильные
заморозки относятся к адвективному типу. Июнь можно отнести к
самым неблагоприятным по заморозкам месяцам лета (заморозки
отмечаются чаще, чем в июле и августе). На основании частоты
заморозков в июне можно условно отнести лето к «холодному»
(когда на метеостанциях всех районов области фиксируются заморозки), либо к «теплому» (когда более чем на 50% метеостанций
заморозки не отмечены). За указанный период выделены 5 «холодных» и 5 «теплых» лет. К «холодным» относятся 1968, 1969, 1978,
1979 и 1982 года (на всех 28 метеостанциях в июне зарегистрированы заморозки). К «теплым» – 1977, 1986, 1987, 1989 и 1990 года
(заморозки отмечены на менее 50% метеостанций).
Для выявления районов с наибольшими предпосылками к возникновению заморозков и мест с более благоприятными условиями по этому климатическому показателю нами проанализирована
частота и интенсивность заморозков во всех районах области в
годы с «теплым» и «холодным» июнем. Сравнивая средние значения частоты и интенсивности заморозков за 3 летних месяца,
выделили 8 групп районов с относительно однородной картиной
заморозков. Для успешного восстановления ели наибольшее значение имеют заморозки в июне и июле, т.к. именно на этот период приходится основной видимый рост данной породы, поэтому
провели ранжирование районов в порядке возрастания опасности
возникновения заморозков по каждому из 3 летних месяцев.
Для обоснования возможности селекции ели на заморозкоустойчивость после летнего заморозка нами фиксировались поврежденные и неповрежденные особи ели. Затем среди тех и
других подбирались модельные растения одинаковой высоты и у
каждого из них в зоне роста центрального побега в непосредственной близости от него (2–3 см) были установлены минимальные,
16
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
срочные, максимальные термометры и недельные термографы.
Такие же приборы устанавливали у каждой модели на поверхности почвы. В течение двух летних периодов вели наблюдения за
ходом температур. У каждой модели определяли величину гальванотока.
Кроме того, с боковых побегов тех и других растений срезали
черенки (всего 600 шт.) и в лабораторных условиях у них измеряли величину гальванотока. Этот показатель определяли сначала
при температуре 22 оС, затем черенки помещали в холодильник
и выдерживали при температуре +3 оС и снова измеряли гальваноток.
Глава 2
ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ ЛЕСА
Возобновление леса означает процесс восстановления основного его компонента – древостоя. Его появление способствует
образованию лесной среды и других составляющих лесного биогеоценоза [Мелехов, 1980]. Успех возобновления леса в природе
в основном определяется наличием и характером источников
обсеменения, количеством и качеством семян, условиями среды
для прорастания семян и существования всходов, самосева и подроста.
Особый вклад в изучение природы лесообразовательных процессов на вырубках Европейского Севера внесли М.Е. Ткаченко
(1929, 1939), И.С. Мелехов (1953, 1960 и др.), Н.Е. Декатов (1936а,б),
А.П. Шиманюк (1955).
В соседних с Европейским Севером регионах (Кировская область [Букштынов, Березин; Прокопьев, 1968], Карелия [Казимиров, 1960], Ленинградская область, Урал [Луганский, Исаев]) выполнены оригинальные исследования экологии, саморепродукции
сосны и ели под пологом, динамики и численности естественного
возобновления доминирующих видов древесных растений, позволившие северным ученым представить, оценить и сопоставить
рассматриваемую проблему.
2.1. Возобновление под пологом
основных типов леса
Литература по естественному возобновлению сосны и ели под
пологом материнских насаждений Севера чрезвычайно многочисленна [Воропанов; Молчанов, Преображенский; Ларин, Паутов
1989; и др.].
18
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Урожай семян в древостоях обусловлен сложными жизненными
процессами, происходящими в деревьях, погодными условиями,
типом леса, широтной зональностью лесов и другими особенностями, поэтому более точно судить о закономерностях семеношения можно лишь при длительных наблюдениях на стационарных
объектах в разных типах леса и разных географических условиях.
На Европейском Севере наиболее длительные стационарные наблюдения проведены С.В. Алексеевым и А.А. Молчановым (1957)
в северной части средней подзоны тайги. За 21 год обильное семеношение сосны наблюдалось лишь трижды: в 1934, 1936, 1940
годах и составило от 2,536 до 4,889 кг семян на 1 га. Повышенный
урожай был 5 раз, когда на гектар выпадало от 0,381 до 0,837 кг
семян. По данным этих же авторов у ели за 10 лет с 1937 по 1947
год обильные урожаи наблюдались 5 раз. Что касается типов леса,
то исследователи отмечают, что чем лучше условия местопроизрастания, тем обильнее плодоношение.
По данным Н.Н. Пастуховой (1967), которые характеризует
семенную продуктивность сосны и ели в средней части средней
подзоны тайги за 13 лет хорошее семеношение сосны отмечено
дважды. У ели за этот же период наблюдений обильный урожай
наблюдался только однажды. Средний урожай был в 1954, 1955,
1961 годах. В остальные годы он оставался ниже среднего.
Приведенные данные можно сравнить с материалами С.П. Ускова (1962), характеризующими урожайность ели в южной подзоне
тайги (в Вологодской области). За 1953–1958 годы в период одновременных наблюдений оценка урожаев в средней [Пастухова] и
южной [Усков] подзонах оказалась одинаковой лишь 1956 году,
когда был зафиксирован полный урожай. В остальные годы урожай семян ели в средней и южной подзонах был различным.
Таким образом, в появлении обильных урожаев семян хвойных
пород отсутствует четкая периодичность. Особенно велики разрывы между большими урожаями у сосны.
В разных частях Европейского Севера величина урожая в конкретном году в большинстве случаев не совпадает. Метод прогнозирования по цветочным почкам [Барабин, 1968, 1969] позволяет в
общих чертах установить характер семеношения до сбора шишек
у ели за 15-16, у сосны – за 27-28 месяцев.
По мере продвижения на север заметно снижаются семенная
продуктивность и повторяемость урожаев хвойных пород. Это об-
условлено биологией плодоношения сосны и ели на Севере. Кроме
того, в условиях Севера часто наблюдается невызревание семян.
Так, в 1967 году Удорский лесхоз Коми республики заготовил
много шишек, но семена их оказались невсхожими. Обусловлено
это недозревание семян неблагоприятными погодными условиями. По данным В.А. Басова (1984а,б), в 1971, 1975, 1978, 1980 годах
семена ели не дозревали на Европейском Севере даже в условиях средней тайги. Очень часто поступающие на проверку семена
признаются контрольными станциями нестандартными. В 1979
году (урожай ели 1978 г.) 17% (более 3 т) семян, поступивших
из Архангельской области, были признаны нестандартными по
всхожести. Как считает исследователь, абсолютная всхожесть семян сосны и ели на Европейском Севере находится в тесной зависимости от суммы эффективных температур выше 5 градусов
за вегетационный период, а наиболее обильные урожаи определяются метеоусловиями трех предшествующих году вегетационных
периодов. Обильный урожай семян всхожестью 50% и выше возможен в северной подзоне тайги у сосны в среднем один раз за
20 лет, а у ели – в среднем один раз за 16 лет.
По имеющимся в литературе данным можно составить усредненную характеристику семеношения ели по подзонам тайги
(табл. 2.1).
20
21
Таблица 2.1
Семенная продуктивность ели на Европейском Севере
Подзона
тайги
Урожайность
семян, кг/га
Масса 1000 шт.
семян, г
Всхожесть
семян, %
Притундровая
0,01–0,02
0,5
1
Северная
0,80–1,20
1,10–2,80
26
Средняя
1,20–4,20
2,60–4,80
75
Южная
2,40–5,50
2,40–4,80
85
Семенная продуктивность древостоев и качество выпадающих
семян во многом определяют интенсивность лесовосстановительных процессов. В этом процессе четко прослеживается географизм. Вместе с тем урожайность семян различается и по типам
леса (табл. 2.2).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2.2
Урожайность полнозернистых семян в различных типах леса
Состав
древостоя
Число
стволов
на 1 га
Число
шишек
на 1 га
Черничник
Кисличник
Таволговый
9ЕIБ+С
10Е+С
6ОЕ+Б
804
798
798
80912
86412
65710
2161
10200
4652
6,06
7,02
2,21
Сфагновый
6Е4Б
904
48432
3050
1,16
7Е3С
9ЕIС+Б
1160
1200
65304
58510
4500
4740
2,07
2,46
Тип ельника
Долгомошник
Брусничник
Число семян,
Вес семян,
тыс. шт.
кг/га
на 1 га
Объясняется это тем, что обилие и отсутствие самосева под
материнским пологом и на вырубке связано с рядом факторов.
Лесоводы практически еще в прошлом столетии установили,
что развитие подроста пологом материнского древостоя очень
сильно заторможено по сравнению с развитием сеянцев на открытом месте. Причину этого многие видели в недостатке света. Эта точка зрения подтверждалась тем, что степень угнетения
подроста стоит в прямой связи со степенью сомкнутости крон,
верхнего яруса, а следовательно, и со степенью затенения.
Кроме того, была замечена разная устойчивость подроста древесных пород к недостатку света (табл. 2.3).
Таблица 2.3
Шкала светолюбия подроста древесных пород, тыс. лк
[Tranguillini]
Порода
Лиственница
Сосна
Дуб
Ель
Пихта
Ясень
Бук
Подрост
Взрослые деревья
14–10
20
10–7
2,0
2,6–2,0
2,3–1,7
1,3–1,1
1,3–1,1
4
4
2,8
–
17
1,6
22
Отмечалось, что теневыносливость может заметно повышаться
при улучшении почвенного питания [Ellenberg; и др.]. Отсюда наблюдаемое различие в количестве подроста между типом леса и
широтной зональностью.
Исследователи утверждают, что именно недостаток света в
лесу – основная причина угнетения и гибели подроста при высокой сомкнутости полога материнского древостоя [Левин; Березюк;
Моисеенко; Путилин; Рысин; Чмыр, 1977, Неnmann; и др.].
К настоящему времени опубликовано большое число работ,
авторы которых, рассматривая возобновление под пологом леса,
учитывали, а иногда и специально изучали роль корневой конкуренции. Было установлено, что подавленность подроста и его
гибель наряду с недостатком света в значительной степени определяется корневой конкуренцией за влагу и элементы питания со
стороны взрослых деревьев.
В исследованиях, посвященных биохимическим связям между
растениями [Колесниченко, 1961, 1965, 1968; и др.], отмечено, что
растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют в окружающую среду через корни и надземные органы разнообразные
физиологически активные вещества, которые могут весьма существенно влиять на соседние растительные организмы. Включаясь
в метаболизм, эти вещества способны значительно менять направленность и интенсивность ферментативных процессов, замедлять
или ускорять поступление питательных веществ и воды, влиять
на интенсивность дыхания и фотосинтеза и в конечном счете
ускорять или замедлить рост и развитие растений. Такого рода
влияния может испытывать подрост древесных пород, растущий
под пологом леса.
Значительное влияние на возобновление леса также оказывает
растительность нижних ярусов (травы и кустарники). Интенсивно развивающийся травяно-кустарничковый покров почти полностью подавляет возобновление древесных пород (особенно сосны)
[Рысин; Бузыкин, 1965; и др.]. Т.П. Некрасова (1955) отмечала, что
зеленые мхи препятствуют прорастанию семян ели. Удаление покрова из зеленых мхов увеличивало число всходов ели в 24 раза.
Так, в ельниках Европейского Севера всегда имеется количество
семян, достаточное для возобновления елового древостоя. Ежегодно в среднем на 1 га площади елового леса выпадает не менее
0,5 кг семян. Это количество (при средней всхожести 60%) может
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
дать около 60 тыс. всходов ели [Чертовской]. Спелый же лес должен иметь от 0,6 до 1,5 тыс. деревьев. Однако значительная часть
выпавших из шишек семян не прорастает, попадая в подстилку.
В направлении с севера на юг мощность напочвенного покрова
и подстилки уменьшается, повышается степень ее разложения и
соответственно увеличивается количество подроста [Львов].
Жизнеспособность подроста неодинакова в разных типах леса
и связана прежде всего с возрастом и сомкнутостью древесного
полога. В раннем возрасте древесина породы более теневынослива. Ель, например, плохо возобновляется на открытых местах,
она нуждается в защите со стороны березы и осины не только от
низких, но и высоких температур, а также от прямого солнечного
освещения. Ель успешно растет даже при сильном затенении до
25-30 лет, а сосна – до 10-15 лет. Поскольку высота в общих чертах
отражает и возраст подроста, то можно считать, что с увеличением высоты у древесных пород возрастает светолюбивость. В местах, где повышенные требования подроста к свету не удовлетворяются, он отмирает, поэтому чаще всего в условиях затенения
усохший подрост имеет высоту 0,5 м, а в «окнах» хорошо растет
не только крупномерный подрост, но и тонкомерные деревья.
Возникновение и распределение елового подроста под пологом
леса можно представить в следующем виде. После семенного года
под пологом древостоя появляются всходы и затем по всей площади более или менее равномерно формируется мелкий подрост.
Через 25-30 лет в наиболее затененных местах (вблизи крупных
деревьев, в густом молодняке) подрост этого возраста, испытывая
недостаток в освещении и сильное конкурирующее влияние материнских деревьев, начинает отмирать. Деревья в возрасте старше
30 лет сохраняются только в «окнах» и местах слабого затенения.
Получается пестрая картина многих поколений подроста, который
представлен разными высотами.
Наибольшее количество усохшего подроста наблюдается в кисличных (до 75%), травяных (до 50%) и черничных (до 40%) типах еловых лесов. Под пологом сосняков отмирание сосны и ели
выражено в меньшей степени и обычно не превышает 15-20%.
В естественной природной обстановке без вмешательства человека и стихийных причин образовавшийся в лесу подрост сменяет
древостой постепенно в течение многих десятилетий.
При существующих объемах заготовки древесины в регионе
сбор сведений о количестве подроста под пологом насаждений
играет важную роль в лесовосстановлении, т.к. площади с наличием достаточного количества подроста – это огромный резерв,
который при определенных условиях (сохранение его в процессе
рубок), может быть использован.
Нами проанализированы данные по количеству подроста под
пологом леса в основных группах типов леса в северной и средней
подзонах тайги на 688 участках общей площадью около 4 тыс. га.
Причем обследованные площади располагались с севера на юг
(Холмогорский, Вельский лесхозы) на расстоянии 500 км и с запада на восток (Коношкий, Устьянский лесхозы) – около 200 км.
Кроме того, при решении этого вопроса было использовано большое количество публикаций, так или иначе связанных с исследованиями естественного возобновления леса в регионе. Для отражения общей картины лесообразования на такой обследованной
территории, как Европейский Север, необходимо использовать
материалы, накопленные лесоустройством, что нами также было
сделано.
Для определения достаточности подроста для последующего
формирования древостоя полученные данные сравнивали с «Инструкцией по сохранению подроста и молодняка хозяйственноценных пород при разработке лесосек и приемке от лесозаготовителей вырубок с проведенными мероприятиями по восстановлению
леса» (1984).
Обобщение имеющихся в нашем распоряжении материалов показало, что в северной подзоне европейской тайги на 46% площади
насаждений имеется достаточное количество подроста для того,
чтобы, сохраняя его в процессе рубки, можно было обеспечить
восстановление вырубок хвойными породами. Причем основную
часть составляет крупный подрост высотой более 1,5 м, который хуже всего приспосабливается к изменившимся после рубки
условиям. В средней подзоне такие насаждения составляют 71%
[Беляев, Елизаров, Грабовской]. Позднее эти данные подтвердили
В.Б. Ларин, Ю.А. Паутов (1989), которые установили, что около
50% годичной лесосеки в Республике Коми обеспечены таким
количеством подроста, которого при его сохранении в процессе
лесозаготовок вполне достаточно для успешного лесовосстановления хвойных пород на вырубках. Объективность полученных
нами результатов подтверждается также данными лесоустройства
24
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
о количестве подроста под пологом еловых и сосновых древостоев
на всей территории Европейского Севера. В среднем по административным районам площади с достаточным для лесовосстановления количеством подроста под материнским пологом составляют немногим меньше половины всей площади лесов.
Хотя исследованиям восстановления под пологом леса на Европейском Севере посвящено значительное количество работ, сведения по возобновлению леса в разных типах и подзонах тайги
рассрередоточены по отдельном публикациям. Обобщенных сведений по данному вопросу в какой-либо из известных нам работ
мы не обнаружили. Вместе с тем знание лесообразовательных
процессов крайне важно для планирования лесовосстановительных мероприятий, особенно на таких огромных пространствах,
как Европейский Север.
Обобщая имеющиеся в нашем распоряжении данные, мы составли схему возобновления под подогом основных типов леса на
Европейском Севере (рис. 2.1). В этой схеме наглядно представлены площади по типам лесов [Львов], под пологом которых недостаточно подроста для формирования нового поколения леса.
Приведем перечень наиболее характерных типов леса для разных подзон тайги Европейского Севера [Львов].
I. Притундровая подзона.
1. Редколесные ельники и листвяги (ельники-черничники),
ельники (листвяги) ерниковые.
2. Ельник, сосняк лишайниковый.
3. Сосняк лишайниково-брусничный (реже брусничник).
4. Ельник, сосняк листвяг зеленомошный-ягодниковый.
5. Ельник, сосняк, листвяг зеленомошник.
6. Ельник, сосняк-черничник.
7. Ельник-лог.
8. Ельник, листвяг приручейный и долгомошный.
9. Ельник, сосняк долгомошный.
10. Ельник, сосняк ерниковый.
11. Ельник, сосняк хвощево-вахто-сфагновый и осоко-сфагновый.
12. Сосняк, ельник сфагновый.
13. Сосна по болоту (сфагновому, кустарничково-сфагновому).
II. Северная подзона.
1. Сосняк дюнный.
2. Сосняк лишайниковый.
26
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Сосняк вересковый.
4. Ельник, сосняк каменный.
5. Ельник, сосняк зеленомошно-лишайниковый.
6. Сосняк (ельник) брусничный.
7. Сосняк, ельник зеленомошно-ягодниковый.
8. Ельник, сосняк-зеленомошник.
9. Ельник, сосняк-черничник.
10. Ельник, сосняк-черничник влажный.
11. Ельник-лог.
12. Ельник приручейный (таволговый, разнотравный).
13. Ельник сосняк-долгомошник.
14. Ельник сосняк-вороничник.
15. Сосняк (ельник) осоко-сфагновый, осоко-вахто-сфагновый.
16. Сосняк (ельник) сфагновый.
17. Сосна по болоту (сфагновому, кустарничково-сфагновому).
III. Средняя подзона.
1. Сосняк лишайниковый.
2. Сосняк вересковый.
3. Ельник, сосняк зеленомошно-лишайниковый.
4. Сосняк (ельник) брусничный.
5. Сосняк, ельник, листвяг зеленомошно-ягодниковый.
6. Ельник, сосняк, листвяг-черничник.
7. Ельник, сосняк, листвяг-кисличник.
8. Ельник, сосняк липняковый.
9. Ельник, сосняк-черничник влажный.
10. Ельник, сосняк-черничник влажный.
11. Ельник, сосняк-лог.
12. Ельник приручейный (таволговый, разнотравный).
13. Сосняк, ельник травяно-болотный (травяно-сфагновый).
14. Ельник, сосняк-долгомошник.
15. Ельник, сосняк долгомошно-сфагновый.
16. Сосняк осоко-сфагновый (вахто-сфагновый, пушицевосфагновый).
17. Сосняк (ельник) сфагновый.
18. Сосна по болоту.
IV. Южная подзона.
1. Сосняк лишайниковый.
2. Сосняк вересковый.
3. Сосняк (ельник) брусничный.
4. Ельник, сосняк-черничник.
5. Ельник, сосняк чернично-майниковый.
6. Ельник, сосняк-кисличник.
7. Ельник, сосняк липняковый.
8. Ельник, сосняк-черничник влажный.
9. Ельник, сосняк-лог.
10. Ельник (сосняк) приручейный (травяно-зеленомошный и
др.).
11. Сосняк, ельник травяно-болотный (травяно-сфагновый).
12. Ельник, сосняк-долглмошник.
13. Ельник, сосняк долгомошно-сфагновый.
14. Сосняк, ельник осоко-сфагновый.
15. Сосняк (ельник) сфагновый.
16. Сосна по болоту.
28
29
2.2. Возобновление леса на вырубках
Естественное возобновление древесных пород на вырубках
слагается из предварительного возобновления (подроста, сохранившегося в процессе лесосечных работ) и последующего возобновления, которое обеспечивается в результате самосева от семенных деревьев, семенных куртин, недорубов или стен леса.
Последующее возобновление также имеет важное значение в
решении проблемы лесовосстановления вырубок, и хотя этот вопрос имеет давнюю историю, он актуален до настоящего времени
в связи с изменившейся технологией вырубок. Широкое использование на лесозаготовках современных агрегатных машин привело
к почти полному уничтожению подроста на обширных площадях
региона.
К настоящему времени сплошные концентрированные вырубки
стали главным фактором современного лесообразовательного процесса на Европейском Севере. На этих огромных площадях формируется специфический комплекс лесных ценозов, существенно
отличающихся по своим параметрам от коренных темнохвойных
лесов, составляющих основу растительного покрова.
Рубка леса изменяет исторически сложившиеся условия таежных лесных экосистем, существенно влияет на процесс естественного возобновления. Сочетание биологических особенностей
мелколиственных пород и лесорастительных условий вырубок
предполагает поселение в первую очередь быстрорастущих хо-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лодостойких пород (осина, береза, ольха). Способность этих пород почти ежегодно обильно плодоносить (а осина дает еще и
корневые отпрыски) приводит к тому, что площади, вышедшие
из-под леса, возобновляются этими породами. Смена сосны и ели
лиственными породами получила в таежной зоне очень широкое
распространение. Это количественное изменение, обедняющее
экономическое содержание ценнейших северных хвойных лесов,
выраженное в потере хвойной древесины. Подобные изменения в
лесу и окружающей природе невозможно взвесить и суммировать,
но ощущаются они как реальные процессы ослабления производительных сил природы.
Особую остроту проблема смены пород приобрела в последние
десятилетия, когда сильно возросли объемы заготовок леса и площади концентрированных вырубок, стала активно внедряться в
производство мощная заготовительная техника ВМ-4, ВМТ-4, ЛП19, ЛП-49. Вот почему в большинстве районов европейской части
страны и на Европейском Севере в частности, где ведутся крупные промышленные лесозаготовки, для свежих и влажных условий местопроизрастания в настоящее время характерен процесс
смены сосны елью и мелколиственными породами [Шиманюк;
Дыренков; Маслаков, Колесников; Валяев, 1971, 1980; и др.].
В результате интенсивной эксплуатации спелых сосняков на
Европейском Севере их площади за период 1961–1982 годов сократились на 1,83 млн. га, или на 22,3%, в том числе в Вологодской
области на 8,7%, Архангельской – 16,9% и Коми республике на
27,8%.
В начале ХХ столетия в Архангельской губернии сосняки
занимали 45,4% покрытой лесом площади. Их площади и площади ельников были примерно равны. Внедрение и постоянное
расширение площади концентрированных вырубок, отвод в рубку в первую очередь высокопродуктивных сосняков, отсутствие
научно-обоснованного возобновления вырубок привели к тому,
что за 70-летний период доля участия сосняков уменьшилась до
26,7% (1983 г.), а соотношение сосняков и ельников стало составлять 1:2. Если площадь сосняков уменьшилась почти в 2 раза, то
площади еловых формаций увеличились на 17%, а лиственных
на 9% [Бабич, 1993].
По данным статистического учета лесного фонда СССР (1929 г.),
на 1 января 1927 года площадь насаждений с преобладанием лиственницы по Северному краю составляла 2% от лесопокрытой
площади, а по учету на 1 января 1961 года по Архангельской
области и Коми республике, вместе взятых, она составляла только 0,76%. За 34 года площадь лиственничных лесов сократилась
на 1,24%, или приблизительно на 560 тыс. га. Только по Архангельской области за 3 года с 1953 по 1956 год она сократилась
на 6 тыс. га, или на 10% от площади с преобладанием лиственницы.
За 10 лет в Архангельской области произошло сокращение площади хвойного леса почти на 500 тыс. га. Лишь в редких случаях
на месте коренных древостоев Европейского Севера формируются
чистые ельники и сосняки [Чибисов, Вялых].
В большинстве случаев смена хвойных пород на мелколиственные не отвечает интересам экономики. При смене хвойных лесов
на лиственные на 30-40%, а иногда и более, снижается общая
продуктивность лесов [Казимиров, 1971б].
Даже смена сосны елью не отвечает современным требованиям ведения лесного хозяйства. На мировом рынке наблюдается
опережающий рост цен на крупную хвойную древесину по сравнению с ростом цен на балансы и другие мелкие сортименты, а
также повышенный спрос на сосну.
Заселение любых вырубок древесными породами – сложный
и нередко длительный процесс. Он определяется природноклиматическими условиями, типом леса, сохранностью подроста при лесзаготовках, наличием источников семян и степенью
воздействия на почву механизмов при лесосечных работах. Эти
условия в свою очередь черезвычайно разнообразны не только в
разных подзонах тайги, но и в пределах одной подзоны и даже в
лесозаготовительном предприятии.
На свежих вырубках давностью рубки менее одного года самосев и подрост представлен экземплярами предварительных генераций. Во второй и последующие годы на вырубках большинства типов леса начинается массовый налет семян березы и реже
осины. Период возобновления этих пород очень редко превышает
5 лет. Наиболее интенсивно лиственные породы возобновляются
в зеленомошной группе типов леса (брусничники, черничники).
Здесь, по нашим данным, в возрасте вырубок до 20 лет количество
экземпляров лиственных пород составляет не менее 5-15 тыс. на
1 га. В то же время на лишайниковых и вересковых вырубках
количество лиственных пород незначительно (130-800 на 1 га)
[Беляев, 1986б].
30
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вопросы общей характеристики молодняков естественного
происхождения на вырубках нашего региона достаточно полно
и объективно освещены в ряде обобщений [Мелехов, 1949, 1953;
Ларин, Паутов, 1989; и др.]. При этом были установлены некоторые закономерности последующего возобновления концентрированных вырубок. В таежной зоне большинство вырубок сосновых
лесов при наличии источников семян успешно возобновляются
хвойными породами естественным путем. Период возобновления
различен для разных типов леса и вырубок. Вересковые, лишайниковые, вейниково-лишайниковые, кипрейно-паловые вырубки
возобновляются сосной в первые 5 лет. Период возобновления
сосны на луговиковых и вейниковых вырубках растягивается на
10-15 лет.
В еловых лесах северной и средней подзон тайги недостаточно
облесяются в течение первого десятилетия около 20% вырубок.
К ним относятся в первую очередь вейниковые, луговиковые,
крупнотравные, таволговые типы вырубок.
По мнению многих авторов [Шиманюк; и др.], на Европейском
Севере до 60-70% вырубок потенциально могут успешно возобновляться за счет сохранения подроста. Однако, как показали более поздние работы [Ларин, Паутов, 1980, 1989; и др.], наоборот,
наблюдается сокращение площадей вырубок, возобновившихся
с преобладанием хвойных пород, все более широкие масштабы
приобретает смена хвойных пород лиственными. Например, за
20 лет в Вологодской области смена хвойных пород лиственными произошла на 54,8% площади вырубок. Причем к хвойным
отнесены и те молодняки, в составе которых имеется 3 единицы
хвойных пород. Это вызывается тем, что очень много имеющегося
в древостое подроста уничтожается и повреждается при лесозаготовках. Так, в Вологодской области фактически учтено достаточное количество подроста на 114 тыс. га, или 48% из 239 тыс. га,
где до рубки его было достаточно для возобновления хвойными
породами. Кроме того, если в первый год после рубки на долю
ослабленных экземпляров среди крупного подроста приходится
60-84%, то через 5 лет – 77-92%. Среди мелкого подроста за 5 лет
отпад составляет 11-14% [Ларин, Паутов, 1989]. За этот же период
времени увеличивается разрыв в количестве последующего возобновления между хвойными и лиственными породами в сторону последних. Эти различия достигают тысячекратных величин.
Массовое поселение березы происходит в первые 2-3 года после
рубки. В дальнейшем этот процесс резко замедляется вследствие
того, что в густых (25 растений на 1 м2 и более) мональных биогруппах часть особей элиминирует в ходе естественного самоизреживания. Динамика последующего возобновления хвойных
на вырубках имеет характерные отличия. Несмотря на наличие
источников обсеменения в виде неорубов и даже оставление сменных полос, последующее возобновление протекает неудовлетворительно в основных типах леса (зеленомошная группа типов леса).
По мнению ряда исследователей, причинами, препятствующими
появлению и выживанию всходов ели является грубогумусная
подстилка на пасеках и быстрое задернение на минерализованной
части волоков. Вопросы динамики последующего возобновления
леса на концентрированных вырубках в современных условиях
(технология лесозаготовок, структура лесного фонда, поступающего в рубку и т.п.) остаются довольно актуальными, т.к. без знания их невозможно даже в общих чертах установить необходимые
объемы искусственного лесовосстановления.
В пяти лесхозах региона нами было обследовано с закладкой
учетных площадок более 100 вырубок общей площадью около
3000 га. Кроме того, проанализированы данные по естественному
возобновлению на 796 участках лесных культур общей площадью
28 603 га, полученные из материалов лесоустройства для 7 лесхозов северной и средней подзон тайги Архангельской области.
При оценке успешности естественного возобновления вырубок
используют специальные шкалы. При анализе собранного материала мы использовали шкалу возобновления вырубок с преобладанием хвойных пород, приведенную в «Руководстве по проведению лесовосстановительных работ в государственном лесном
фонде таежной европейской части РСФСР» (1977). Результаты обследования вырубок сравнивали со шкалой (табл. 2.3).
Таким образом, только чуть больше половины (52,6%) обследованных вырубок удовлетворительно возобновляется хвойными
породами, на 22,5% требуется проведение лесохозяйственных мероприятий и на 24,9% необходимо создание лесных культур.
Если рассматривать соотношение предварительного и последующего возобновления вырубок, то, например, на вырубках
черничных типов леса наличие подроста предварительной и последующих генераций примерно одинаковое и составляет 48 и
52% (табл. 2.4).
32
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2.3
Естественно возобновление 2-10-летних вырубок хвойными
породами
Оценка возобновления на площади
Группы типов
леса и условий
произрастания
УдовлетвоНеудовлетвоПлощадь
рительное.
рительное.
Требуется
вырубок
Не требуется
Требуется
создание
лесохозяйственпроведение
культур
ных мероприятий мероприятий
Сосняки
брус- 74/100
ничные и близкие к ним типы
леса
Сосняки и ель- 3267/100
ники черничные
и
кисличные,
сложные и близкие к ним типы
леса
Сосняки и ель- 598/100
ники долгомошные, сфагновые,
травяно-болотные
и близкие к ним
типы леса
Итого 4605/100
66/89,6
–
1623/49,8
940/28,7
332/55,6
2422/52,6
Возраст
Площадь,
вырубки,
га
лет
9
10
8
4
11
5
16
4
8
3
8
14
11
9
10
13
9
6
7
3
6
10
5
1
80/10,8
705/21,5
140/23,4
Окончание табл. 2.4
125/21,0
1037/22,5
1146/24,9
Примечание: в числителе – га, в знаменателе – %.
Таблица 2.4
Соотношение предварительного и последующего возобновления
хвойных пород на вырубках в черничниках средней подзоны
тайги
Возраст
Площадь,
вырубки,
га
лет
9
10
9
6
Происхождение
подроста
Количество подроста, шт./га,
по породам
Сосна
Ель
Всего
Доля, %
Предварительное
240
960
1200
63
Последующее
Предварительное
80
200
480
1100
560
2300
32
57
Последующее
800
1100
1900
43
34
Происхождение
подроста
Количество подроста, шт./га,
по породам
Сосна
Ель
Всего
Доля, %
Предварительное
250
1950
2200
55
Последующее
Предварительное
550
–
1250
1000
1800
1000
45
45
Последующее
Предварительное
–
730
1200
2400
1200
3130
55
43
Последующее
Предварительное
470
–
3730
1000
4200
1000
57
38
Последующее
Предварительное
450
–
1150
1000
1600
1000
62
26
Последующее
Предварительное
–
–
2950
710
2950
710
74
51
Последующее
Предварительное
–
–
660
450
660
450
49
42
Последующее
Предварительное
30
–
600
480
630
480
58
50
Последующее
Предварительное
40
–
430
150
430
150
50
33
Последующее
Предварительное
–
–
350
500
350
500
67
50
Последующее
Предварительное
–
–
1000
1800
1000
1800
50
70
Последующее
Предварительное
–
–
750
1000
750
1500
30
40
Последующее
–
1500
–
60
Лишь на вырубках одно-двухлетней давности возрастает количество участков, облесившихся за счет предварительного возобновления леса.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таким образом, концентрированные рубки леса на огромных
площадях лесов Европейского Севера становятся основным фактором лесообразовательного процесса, причем за последние десятилетия трансформирующее воздействие их на лесные экосистемы
существенно возросло и будет, очевидно, возрастать, т.к. тяжелая
агрегатная техника все шире внедряется в лесозаготовительный
процесс.
С удалением древесного полога нарушаются нижние ярусы
лесного фитоценоза, разрываются связи между сохранившимися
частями. Большинство типичных представителей растительности
испытывают после рубки состояние шока и глубокой депрессии,
последствия которых ощущаются в течение 5–10 лет. Этот период называют фазой адаптации [Маслаков, 1984]. Основная особенность этого периода – реакция сохранившихся после рубки
частей лесной экосистемы на резко изменившиеся экологические
условия и приспособление к ним. Адаптация мелкого подроста
ели, порослевого происхождения березы, светолюбивых видов
травянистой растительности происходит за 2–3 года. Крупный
подрост и тонкомер, возраст которого, особенно в северной подзоне, нередко составляет 100 и более лет, заканчивает адаптацию
к условиям вырубки к концу первого десятилетия [Львов; Ларин,
Паутов, 1989; и др.].
Следующий этап возобновительного процесса на вырубках –
фаза заселения территории. При этом вначале происходит освоение освободившихся экологических ниш. Как уже отмечалось
выше, наиболее благоприятные по микроэкологическим условиям
участки вырубок осваиваются преимущественно порослевым возобновлением березы, а при его отсутствии на них быстро накапливается вейник лесной, луговик дернистый, луговик извилистый.
На волоках и минерализованных участках злаки являются серьезными конкурентами возобновления древесных пород. С фазы заселения территории начинается новый этап в развитии лесных
фитоценозов на вырубках. При этом в пределах каждой вырубки
складывается сложный мозаический комплекс пространственных
элементов растительности, образовавшейся как в ходе развития
материнского насаждения, так и в процессе его трансформации
в процессе лесозаготовок. Процесс заселения древесных пород и
их рост в таких микрофитоценозах имеет особенности, вызванные
различием условий среды в пределах таких группировок, поэтому
формирование насаждений на вырубке происходит по-разному и
определяется степенью различий между отдельными микрогруппировками растительности. Начальные этапы формирования насаждений в свою очередь определяют ход их дальнейшего развития, что, в конечном итоге, приводит к формированию разных
типов молодняков на месте концентрированных вырубок.
На вырубках еловых лесов Европейского Севера выделяют три
основные группы молодняков: из подроста ели предварительных
генераций с небольшим участием березы, которая находится в
одном пологе с елью; березово-еловые древостои с достаточным
участием ели во 2-м ярусе; древостои с преобладанием лиственных пород. По данным Н.П. Чупрова (1968), молодняки первой
группы занимают около трети площади вырубок прошлых лет,
во второй – около половины, а в третьей – примерно 20%. Таким
образом, около 70% площади вырубок в ельниках Севера возобновляется в последующем или лиственными породами со вторым
ярусом ели.
Процессы лесовозбновления на вырубках сосновых лесов имеют также подобные закономерности, хотя и со своими особенностями. При этом в наиболее распространенной зеленомошной
группе сосняков наблюдается восстановление со значительным
преобладанием лиственных пород, главным образом березы.
В большинстве случаев смена хвойных пород мелколиственными не отвечает интересам народного хозяйства. При смене
хвойных лесов лиственными на 30-50% снижается общая продуктивность лесов [Казимиров, 1971б].
Даже смена сосны елью отвечает современным требованиям
ведения лесного хозяйства. На мировом рынке наблюдается опережающий рост цен на крупную хвойную древесину по сравнению
с ростом цен на балансы и другие мелкие сортименты, а также
повышенный спрос на сосну, хотя на дерново-подзолистых суглинистых почвах, сформированных на покровном суглинке (кисличники), сосна и ель в возрасте спелости и образуют древостой с
одинаковым запасом, в сосняках выход пиловочника больше на
20%.
Таксовая стоимость запаса 1 га чистого ельника черничника
в Карелии на 25-28% ниже стоимости такого же запаса сосняка
[Валяев, 1971].
По данным Г.А. Чибисова (1993), хозяйственная оценка лесов в
сопоставляемых лесорастительных условиях показывает, что при
смене пород таксовая стоимость производных формаций значи-
36
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тельно ниже (в относительных единицах: сосняки – 1,0; ельники –
0,5; березники – 0,21; осинники – 0,29; смешанные сосняки – 0,58).
Следовательно, такая смена в лесах Европейского Севера нежелательна. Как видно из приведенных данных, таксовая стоимость
сосняка почти в 5 раз выше, чем березняка и в 3,5 раза выше,
чем осинника.
А.Ф. Чмыр (1980) отмечает, что при использовании современной лесозаготовительной техники необходимо перестраивать не
только способы и технологию лесовосстановительных работ, но
и основные принципы и очередность освоения лесокультурного
фонда в условиях таежной зоны, а именно:
– отказаться от заманчивой перспективы повсеместного сохранения подроста предварительного возобновления при сплошных
рубках и использования его в качестве основного элемента лесовосстановления хвойных;
– отказаться от культивирования свежих вырубок в зеленомошной группе типов леса и вовлечения этих вырубок в хозяйственную деятельность по истечении 10-15 лет;
– использовать способы и приемы, способствующие появлению
на вырубках подроста хвойных последующего возобновления, и
использовать его в качестве основного элемента, определяющего
направление лесохозяйственной деятельности на этих площадях.
Исследования эффективности лесовыращивания за счет подроста хвойных пород и лесных культур показали, что сохранением подроста сосны и ели не достигается сокращение сроков
лесовыращивания и повышения продуктивности насаждений по
сравнению с лесными культурами.
Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что на Европейском Севере такое естественное возобновление вырубок, как
формирование биогеоценоза (не принимая во внимание какими
породами и за какой срок), происходит практически повсеместно.
В наших условиях пустыри, которые образовывались бы после
рубки древостоев, наблюдать не приходилось. Что касается возобновления хвойных пород (ель, сосна), то, как уже было показано
выше, картина получается иная.
Происходит интенсивная смена хвойных лесов на лиственные,
особенно на юге и юго-востоке региона. В перспективе следует
ожидать уменьшения запасов хвойных лесов, особенно сосновых.
Лесистость же области остается практически без изменения в те-
чение длительного периода, но доля лиственных пород возрастает
[Гусев, Неволин, Третьяков].
По данным Н.П. Чупрова (1989), возраст количественной спелости ели последующего возобновления по типам леса равен 110140 годам, т.е. на 30-40 лет выше, чем в чистых одновозрастных
ельниках. Возраст технической спелости этой ели на пиловочник
равен 150-160 годам и выше, запаздывая на 40-60 лет в сравнении
с чистыми одновозрастными ельниками, что является следствием
задержки ее роста березовым ярусом. За 60 лет можно получить
уже требуемую древесную продукцию, если выращивать эту же
ель в лесных культурах по интенсивной технологии, например
на сырьевых плантациях. Таким образом, если вести хозяйство,
ориентируясь на естественное возобновление хвойных через смену пород, то мы теряем 60 лет, за которые можно получить дополнительный урожай.
38
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Глава 3
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
ИСКУССТВЕННОГО ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ
Искусственным лесовосстановлением на вырубках Европейского Севера начали заниматься относительно недавно. Самые
старые из выявленных к настоящему времени культуры ели расположены в 15 км южнее г. Грязовца Вологодской области. Они
созданы в середине XIX века служителями Павлово-Обдорского
монастыря [Ларин]. Первые посевы сосны заложены в 1910–1913
годах в Устюженском лесхозе Вологодской области [Ипатов, 1974].
В Республике Коми первая попытка искусственного лесовосстановления относится к 1939 году [Судаков]. Самыми старыми из сохранившихся опытных культур в Архангельской области являются посевы сосны, созданные в 1927–1930 годах А.А. Молчановым
под руководством С.В. Алексеева в бывшем Северном опытном
лесничестве. Ныне это Озерское лесничество Обозерского лесхоза
[Редько, Бабич, 1991].
История лесокультурного дела и его результаты на Европейском Севере довольно широко освещены в литературе [Ипатов,
1967, 1971; Прокопьев, 1977; Синников; Редько, Бабич, 1991; и др.],
поэтому мы остановились лишь на характеристике современного этапа развития лесокультурного дела, который начался в 1966
году после образования Министерства лесного хозяйства РСФСР
и выделения лесхозов как самостоятельных производственных
единиц [Ларин, Паутов, 1989; Редько, Бабич, 1991]. С этого времени заметно усилилась интенсификация лесного хозяйства в целом
и искусственного лесовосстановления в частности. Характерными
особенностями этого периода являются значительное увеличение
объемов лесокультурных работ и активное внедрение механизации при их проведении. Ежегодные объемы создаваемых лесных культур в регионе к концу 1980-х годов приблизились к 80
40
тыс. га в год и составляли в Архангельской области 21–25%, в
Вологодской – 25–29% и в Республике Коми – 15–20% от ежегодной площади сплошных рубок [Cостояние и пути улучшения…].
В Архангельской области чуть больше половины вырубок, восстанавливаемых искусственным путем, приходилось под посев.
В Республике Коми и Вологодской области доля посадок составляла 50-75% площади культур.
С 1990 года в регионе началось снижение объемов лесных культур параллельно с уменьшением площадей рубок. Общий спад к
1994 году достиг более чем двукратного значения. Вместе с тем,
доля посадки в общем объеме создаваемых культур увеличилась
до 60%. Соотношение объемов лесных культур и площади сплошных рубок практически не изменилось. Анализируя современное
состояние лесных культур и причины их невысокого качества,
необходимо учитывать то обстоятельство, что в последние 10-15
лет в связи с истощением запасов высокопроизводительных древостоев в лесоэксплуатацию все чаще вовлекаются заболоченные
насаждения. Теперь до 40% лесозаготовок размещаются в постоянно переувлажненных типах леса северной подзоны тайги Республики Коми [Ларин, Паутов, 1980]. В Архангельской и Вологодской областях уже на 1992 год более половины лесокультурного
фонда составляли вырубки с постоянным или периодическим
переувлажнением [Cостояние и пути улучшения…]. Такие вырубки являются наиболее трудными объектами искусственного
лесовосстановления. Между тем площади сплошных рубок в недалеком прошлом были таковы, что сегодня на Европейском Севере имеется уже около 1,5 млн га лесных культур [Писаренко,
Редько, Мерзленко].
3.1. Лесосеменное дело и выращивание
посадочного материала
На Европейском Севере ежегодная потребность в семенах
хвойных пород составляла около 40 т [Методические указания
по лесному семеноводству…, Cостояние и пути улучшения…].
Среднегодовые объемы заготовок семян по сосне составили
2,3 т, по ели – 22,7 т. Очень мало заготавливается семян сосны,
особенно в Республике Коми и Архангельской области. Такое по41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ложение обусловлено тем, что в стадию плодоношения вступила
только третья часть постоянных лесосеменных участков (ПЛСУ)
и плантаций. Основная часть площадей, отведенных в рубку, занята ельниками. Сосняки, поступающие в рубку, произрастают в
основном на заболоченных площадях, слабо плодоносят, и поэтому заготовку шишек там не производят. Кроме того, на части
ПЛСУ сосны урожай не собирают, т.к. нет надежных средств для
подъема в крону.
Для покрытия дефицита местных семян довольно часто используют инорайонные семена. В большинстве случаев переброска семян производится согласно действующему с 1992 года
лесосеменному районированию.
Создание постоянной лесосеменной базы хвойных пород на
селекционной основе относится к числу важнейших задач современного лесного хозяйства. Мировая селекционная практика
показала, что при использовании семян с ценными наследственными свойствами продуктивность лесов повышается на 15–20%.
Организация постоянной лесосеменной базы на Европейском
Севере, так же как и в других регионах страны, должна включать
отбор плюсовых деревьев и проверку их на элитность методами
ранней диагностики или в испытательных культурах, закладку и
формирование лесосеменных плантаций вегетативного и семенного происхождения, постоянных лесосеменных участков [Попов,
Тучин, Сурсо, 1986; Методические указания по лесному семеноводству…].
В регионе проводится определенная работа по созданию постоянной лесосеменной базы. В частности, отобрано 2400 плюсовых деревьев, причем у пятой части определенны наследственные
свойства методом ранней диагностики, заложено 440 га плантаций
вегетативного и 180 га семенного происхождения, 3875 га ПЛСУ,
из них 400 га ПЛСУ на селекционной основе по рекомендациям
Архангельского института леса и лесохимии.
К недостаткам в создании постоянной лесосеменной базы следует отнести:
● небольшой объем закладки ПЛСУ и плантаций сосны,
особенно в Республике Коми;
● запаздывание с проведением очередных изреживаний на
ПЛСУ сосны, приводящее к потере кроны у деревьев и их непригодности в качестве семенных;
● отсутствие целевого финансирования работ по созданию постоянной лесосеменной базы;
● отсутствие надлежащей техники и механизмов для подъемов
в крону семенных деревьев, приводящее к неполному сбору урожая на ПЛСУ и плантациях [Состояние и пути улучшения…].
Распределение объектов постоянной лесосеменной базы на
территории региона в значительной степени зависит от природных условий и интенсивности ведения лесного хозяйства. В
северной подзоне тайги Архангельской области и Республике
Коми необходимо закладывать только постоянные лесосеменные
участки сосны на селекционной основе. В средней подзоне тайги можно создавать прививочные плантации сосны, но доля их
в общем объеме постоянной лесосеменной базы должна быть
сравнительно небольшой (10–15%). В южной подзоне тайги приемлемы все способы создания постоянной лесосеменной базы
сосны и ели [Попов, Жариков, Тучин; Состояние и пути улучшения…].
Выращивание качественного посадочного материала – основа
успешного создания культур. Производство посадочного материала в регионе с 1975 по 1988 год увеличилось в 1,6 раза. Потребность в посадочном материале для выполнения плановых заданий
по посадке обеспечивается в полном объеме.
Основную долю составляет посадочный материал ели (81,1%),
в меньшем объеме выращивается сосна (17%) и в незначительных количествах лиственница (1,3%) и кедр (0,6%). В регионе
насчитывается 60 постоянных и 163 временных питомника.
Кроме того, для этой цели широко применяются теплицы с полиэтиленовым покрытием [Редько, Бабич, 1991; Мочалов, 1988]
(табл. 3.1).
Почвы питомников региона отличаются кислой реакцией
(pH солевой вытяжки в верхних горизонтах – 4,2–4,6), содержат
незначительное количество гумуса (в горизонте А2 – от 0,18 до
1%), фосфора и особенно калия. Основными агротехническими
мероприятиями в этих питомниках являются: известкование почвы, частые, но не обильные поливы в засушливые периоды лета
и обязательный грядковый посев, способствующий сбросу избытка влаги в дождливый осенний период [Бобнев, Мочалов, 1968;
Редько, Бабич, 1991].
42
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3.1
Характеристика питомников и теплиц на Европейском Севере
Министерство /
управление
Питомники*
Теплицы
Количество,
шт.
Площадь,
га
Количество,
шт.
Площадь,
га
Республика Коми
10/49
268/61
9
1,58
Архангельское
30/69
440/60
25
4,0
Вологодское
20/45
263/12,8
32
2,2
использование теплиц требует больших единовременных затрат
на их строительство, четкого и постоянного соблюдения технологической дисциплины [Мочалов, 1990; Синников, Мочалов,
Драчков].
3.2. Технология создания лесных культур
В настоящее время в посевных отделениях выращивается 80–
87% сеянцев, в теплицах с полиэтиленовым покрытием – 7–12%
сеянцев, саженцы составляют от 6 до 13%. При этом большую
долю крупномерного посадочного материала составляют сеянцы
с подрезкой корневой системы, что не в полной мере отвечает
требованиям, предъявляемым к нему.
Сеянцы сосны и лиственницы в питомниках выращивают 2–3
года, ели и кедра – 3–4 года, саженцы в школьном отделении –
2–3 года.
Для повышения выхода сеянцев в питомниках использовались
различные приемы агротехники, в том числе широкое применение минеральных удобрений, гербицидов, фунгицидов. Внесение
химических препаратов на слабоокультуренных почвах оказывает
кратковременное влияние на энергию роста сеянцев [Заволожин,
Горбик].
Перспективным для условий Севера является выращивание посадочного материала в теплицах с полиэтиленовым покрытием.
Этот метод широко внедряется в практику с 1975 года [Редько,
Бабич, 1991]. При использовании передовых приeмов агротехники
и соблюдении технологической дисциплины в теплицах имеется
возможность гарантированного выращивания высококачественного посадочного материала в суровых климатических условиях. В
теплицах сокращается срок выращивания сеянцев на 1–2 года,
увеличивается выход посадочного материала в 3-5 раз, уменьшаются площади питомников, достигается экономия семян. Технологическая себестоимость тепличных сеянцев равна или ниже
себестоимости сеянцев с открытых питомников. В тоже время,
Эффективность и качество искусственного лесовосстановления
во многом определяется технологией создания лесных культур,
отвечающей лесорастительным условиям лесокультурных площадей и комплексу машин и механизмов для ее осуществления.
В условиях Европейского Севера создаются, как правило, чистые культуры хвойный пород и, главным образом, ели и сосны.
Доля других пород (лиственница, кедр) ничтожно мала. В общем
объеме искусственного лесовосстановления на создание культур
ели приходится 70–80%. Такое положение обуславливается рядом
причин, среди которых следует выделить увеличение объемов заготовки семян ели по сравнению с сосной. Вместе с тем на севере
таежной зоны сосна заметно продуктивнее, чем ель. По результатам наших исследований, проводимых в северной и средней
подзонах тайги на вырубках зеленомошной группы типов леса,
культуры сосны обгоняют культуры ели по высоте в 4-летнем
возрасте в 1,8–2,2 раза, а в 20-летнем – в 3,5 раза. Такое преимущество сосны над елью позволит получать дополнительно к возрасту спелости около 100 м³ древесины с 1 га [Состояние и пути
улучшения...].
В регионе незаслуженно мало внимания уделяется культурам
лиственницы, хотя она по праву может занять одно из основных
мест в решении общей проблемы повышения продуктивности
таежных лесов. В последние годы, в Швеции и Финляндии например, лиственницу рассматривают по значимости как третью
после сосны и ели основную породу в лесокультурном деле. Более
того, скандинавские лесоводы готовы считать ее даже первой при
условии обеспечения семенами [Мелехов, 1960].
Известно, что правильный выбор способа обработки почвы в
разных типах леса (вырубок) во многом определяет успешность
искусственного лесовосстановления. Общая цель обработки почвы сводится к улучшению ее водного, воздушного и теплового
44
45
* В числителе – постоянные, в знаменателе – временные.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
режимов и ослаблению вредного влияния на культивируемые растения травянистой растительности [Шумаков, Кураев; Пигарев,
Варфоломеев, 1969; Пигарев, Сенчуков, Беляев, 1979а].
В условиях Севера способы обработки почвы как на дренированных так и на заболоченных вырубках наряду с другими
агротехническими приемами оказывает существенное влияние
на приживаемость и рост культур, поэтому применение научнообоснованных способов обработки почвы в соответствии с лесорастительными условиями лесокультурных площадей является
одним из решающих условий повышения качества культур [Пигарев, Варфоломеев, 1969; Пигарев, Сенчуков, Беляев, 1979а].
На вырубках зеленомошной группы типов леса с хорошо дренированными супесчаными почвами задача механической обработки сводится к обеспечению правильной заделки семян и корней сеянцев (саженцев) и предупреждению сильного разрастания
травянистой растительности. В данных условиях в этой группе
типов леса широко применяется частичная обработка почвы, причем наиболее распространенными способами являются:
– полосная обработка покровосдирающими орудиями, заключающаяся в удалении подстилки, напочвенного покрова и неглубокого рыхления верхнего минерального слоя;
– плужная вспашка с посевом или посадкой культур по пластам.
Обобщение материалов (около 200 временных пробных площадей) показало, что основными орудиями обработки почвы под
лесные культуры остаются пока покровосдиратели. Из плугов
наиболее широко применяется ПКЛ-70 (табл. 3.2). Если на вырубках из-под лишайниковых и брусничных типов леса обработка
почвы покровосдирателями обеспечивает создание необходимых
условий для правильной заделки семян и корней посадочного материала, то в черничниках необходимо формировать микроповышения (пласты, валики и др.), высота которых должна достигать
15–20 см [Пигарев, Варфоломеев, 1969; Маркова, 1989].
В целом уровень механизации при создании культур остается
довольно низким. Причем, если на обработке почвы он достигает
93%, на посеве и посадке – 22%, то на уходах за культурами –
только 1,2%.
Густота культур определяется биологическими свойствами
древесной породы, лесорастительными условиями, назначением
культур и особенностями посевного (посадочного) материала. На
46
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вырубках Европейского Севера без существенного участия здорового подроста главной породы на 1 га размещается, как правило
от 3,5 тыс. до 5 тыс. посевных (посадочных) мест. В тех случаях,
когда в качестве посадочного материала используются крупные
саженцы высотой 0,3–0,5 м, число посадочных мест снижается
до 2,5 тыс. шт. на 1 га.
В большинстве случаев в год обработки почвы минерализованные полосы, площадки и борозды остаются свободными от сорной растительности в северной [Непогодьева], средней и южной
[Калинкевич] подзонах тайги. Таким образом, в первый год после
создания культур отпадает необходимость проведения собственно
агротехнических уходов за ними. Особенностью уходов за лесными культурами является необходимость отправки культивируемых растений после выжимания морозом в первые 2 года после
посева или посадки сеянцев и даже саженцев. Если же культуры
создаются не на свежих, а на старых (3–4-летней давности) вырубках с развитым травяным покровом, то уход за посевными или
посадочными местами путем обминания травостоя проводится с
первого года создания культур в течение 2–3 лет. Агротехнические уходы необходимы в первую очередь на свежих дерновоподзолистых относительно богатых, а также на влажных подзолистых и дерново-подзолистых суглинистых почвах. В указанных
условиях после посадок стандартными сеянцами уход начинают
через 2–3 года, в подзоне северной тайги – на 1 год раньше.
Одним из путей сокращения количества уходов за культурами
является дифференцированное применение посадочного материала и особенно саженцев [Пигарев, Беляев, Сунгуров].
Детальное изучение процессов формирования молодняков
на вырубках является одной из важнейших задач современного
лесоведения и лесоводства. Особенно актуальна эта проблема
в районах с интенсивным лесопользованием, в том числе и на
Европейском Севере. Однако в лесоводственной литературе до
сих пор нет достаточно четких определений таких понятий, как
формирование насаждений, формирование молодняков, процесс
естественного возобновления. По крайней мере, не выявлено со-
отношение между этими понятиями [Бузыкин, 1982]. Согласно
представлениям Н.В. Третьякова (1927), Г.Ф. Морозова (1949),
В.Н. Сукачева (1972), начальным пунктом формирования насаждений является смыкание крон деревьев. Развивая данные представления, И.С. Мелехов (1980) рассматривает возобновление леса
как многостадийный процесс, начинающийся с плодоношения
деревьев и заканчивающийся образованием из самосева ели подроста сомкнутого молодняка. С этого момента начинается многоэтапный период формирования древостоя до его спелости. При
таком подходе понятие «формирование молодняков» включает в
себя этапы появления на вырубках всходов древесных пород, их
рост, смыкание, образование сомкнутого ценоза с последующей
усиленной дифференциацией деревьев и естественным изреживанием древостоя. В таксации к молоднякам отнесены насаждения
1-2 классов возраста (1–40 лет), но т.к. основной таксационный
признак древостроя – диаметр на высоте груди – начинает формироваться лишь после достижения высоты 1,3 м, т.е. в возрасте 10–20(40) лет [Ипатов, Левин], то самые первые этапы жизни
древесного сообщества в большей своей части выпадают из поля
зрения таксации. Лесотаксационными методами весьма схематично описывается лишь динамика численности древостоя в этот период.
Более широкое толкование термина «формирование насаждений» включает в себя не только этапы роста и развития сомкнутого фитоценоза, но и этапы, предшествующие смыканию [Макаренко, Смирнов; Бузыкин, Пшеничникова; Маслаков, 1980].
Этот подход более последователен. Он учитывает многостадийность и непрерывность лесообразовательного процесса, его
многовариантность в условиях антропогенного влияния на лесные
биогеоценозы [Колесников; Бузыкин, 1982].
Восемь стадий формирования искусственных насаждений выделил Н.П. Кобранов (1973):
1) подготовка лесокультурного материала и территории;
2) собственно производство лесных культур;
3) приживание лесных культур (до 2–3 лет);
4) индивидуальный рост и развитие сеянцев и саженцев (5–8
лет и старше);
5) дифференциация деревьев по степени господства (до 20–30
лет);
48
49
3.3. Состояние и рост искусственных насаждений
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6) формирование стволов (до 40–60 лет);
7) приспевание лесных культур (до 80 лет);
8) спелость (80 лет и старше).
Е.Л. Маслаков [1973, 1981 и др.] приходит к выводу о необходимости самого детального изучения начальных фаз развития лесного насаждения. Им сформирован ранговый закон роста развивающихся сосновных молодняков, регламентирующий конкурентные
отношения и механизмы дифференциации деревьев в организующихся популяциях. Таким образом, для целенаправленного создания и выращивания лесных культур уже не достаточно знания
динамики изменения таксационных показателей. Необходимо
знать, каким образом происходит образование пространственноценотических структур искусственного насаждения. Это позволит
успешно оценивать и прогнозировать рост культур в зависимости
от определенных исходных условий, чтобы можно было с наибольшим эффектом и во время вмешаться в естественные процессы.
Критериями успешности лесокультурного производства в
первые 2 года является приживаемость культивируемых растений. Этот показатель зависит как от исходных условий (типов)
вырубок, так и от их улучшения в процессе мелиоративных лесокультурных мероприятий, а также биоэкологических свойств
используемых сеянцев и саженцев [Пигарев, Сенчуков, Беляев,
1979б].
Несмотря на существенные позитивные сдвиги в организации работ по искусственному лесовосстановлению в 1970-х
годах, общее состояние культур улучшилось незначительно.
Принятые способы и темпы лесовосстановления не обеспечивают выращивания хвойных пород на вырубках. Так, по данным учета государственного лесного фонда на 1 января 1978
года, сохранность культур в Архангельской области была равна
45%, в Вологодской – 35%, а в Коми республике – лишь 20%.
Не улучшилось качество лесокультурных работ и к настоящему
времени. Это обусловлено преобладанием в искусственном лесовосстановлении посева леса: 83% – в Архангельской, 56% – в
Вологодской и 64% – в Коми республике; недостатком семян,
низким уровнем лесосеменного и питомнического хозяйства, малой эффективностью проводимых мер содействия естественному
возобновлению, общей отсталостью лесного хозяйства в регионе
[Писаренко, Редько, Мерзленко]. Например, анализ лесоустроительных материалов по всем лесхозам Коми республики показал,
что к 1980 году 23% культур, созданных ранее, погибли, а 26%
находятся в неудовлетворительном состоянии [Ларин, Паутов,
1980]. В работе В.Б. Ларина и Ю.А. Паутова (1989) показаны
основные причины гибели культур (табл. 3.3).
50
51
Таблица 3.3
Распределение площади погибших культур, %, по зонам тайги
Северная
Средняя
Южная
Итого по
Республике
Коми
Низкая всхожесть семян
28,6
8,7
10,0
16,0
Несоответствие условий
местопроизрастания
2,4
6,0
–
4,7
Неправильная агротехника
40,6
40,0
30,0
40,2
Этномо- и фитовредители
5,0
13,0
25,0
10,1
Отсутствие уходов
5,1
8,4
–
7,1
Вымокание и прочие причины
8,0
15,2
20,0
12,6
Всего
100
100
100
100
Причина
гибели
Как видно из приведенных данных, основной причиной гибели
культур является также неправильная агротехника. Значительный
отпад происходил в посевах из-за низкого качества семян. Отсутствие уходов также сильно влияет на отпад растений в культурах.
На большом фактическом материале нами установлено, что
основной отпад растений в культурах происходит в первые годы
после их создания, в дальнейшем доля больных и усохших особей
увеличивается незначительно. Это вызвано прежде всего нарушениями технологии создания культур (некачественная обработка
почвы и плохой посадочный материал), а в ряде случаев – использованием инорайонных семян. Средняя сохранность культур
показана в таблице 3.4.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3.4
Сохранность культур по группам типов леса, %
Группа
типов леса
Порода
5
6
7
Сосняки
лишайниСосна –
– 56,6
ковые, вересковые
Сосн яки
брусничСосна 45,1 44,0 61,0
ные и близкие к ним
С о с н я к и Сосна 46,0 57,3 50,0
и ельники
черничные
и близкие Ель 39,6 45,2 43,0
к ним
Возраст культур, лет
8
9
10
11
12
13
14
47,3 42,5 46,1 55,2
–
36,0
–
–
70,1
60,2 58,3 48,7 65,1 60,9
48,9 50,1 47,9 45,5 52,0 48,4 78,5
Отмеченная особенность формирования отдельных растений
и биогрупп в посевах средней подзоны тайги распространяется
и на условия северной подзоны. В частности, в 16- и 18-летних
посадках ели в черничниковом типе лесорастительных условий
достоверность различий между диаметрами крон равна, соответственно 1,33 и 1,30. В 12-летних посадках сосны в брусничниковом
типе диаметр крон вдоль ряда – 109,38±4,85, поперек – 102,2±4,17
см, т.е. различий практически нет (достоверность – 1,03). Таким
образом, при комплексном изучении фитоценозов культур сосны
и ели на Европейском Севере, в том числе биометриметрических
показателей крон, достаточно выполнить массовые измерения в
одном, наиболее удобном направлении – параллельно или перпендикулярно ряду.
Таблица 3.5
Статические показатели диаметра крон ели и сосны
46,3 47,1 56,4 44,0 52,7 64,1 50,5
Полученные нами данные близки к результатам Ф.Т. Пигарева
(1973), который выявил, что отпад сосны в среднем составляет
40%, а в брусничных и близких к ним типах леса – 30%.
Анализ полученных данных свидетельствует, что наиболее распространенной схемой размещения посевных (посадочных) мест является вариант 3–4,5  0,7–0,9 м. В Архангельской области и Республике Коми изучалось формирование крон сосны и ели в
4–20-летних культурах (51 пробная площадь). В лесорастительных
условиях черничникового типа средней подзоны тайги у ели отсутствуют существенные различия в развитии крон параллельно и перпендикулярно ряду (табл. 3.5). В рассматриваемом интервале максимальная изменчивость крон характерна для 17-летних культур.
В посадках сосны в черничниковом типе лесорастительных
условий средней подзоны тайги не отмечены различия в развитии
крон диаметрально противоположных направлений (t = 0,28–1,64,
что недостоверно). Аналогичная картина – в брусничниковом (достоверность 0,57–2,05) и мохово-лишайниковом (t = 1,18) типах
лесорастительных условий.
В посевах сосны, как в брусничниковом, так и в черничниковом
типах, наблюдается равномерное развитие крон в параллельном и
перпендикулярном направлениях. Например, в 14-летнем возрасте (черничниковый тип лесорастительных условий) достоверность
различий между диаметрами составляет 0,95.
52
Возраст,
лет
Число
пробных
площадей
Среднее
квадратичное
отклонение
Среднее
значение
и его ошибка
Изменчивость, %
Достоверность
Посадки ели в черничниковом типе лесорастительных условий
5
5
35,39±1,77/35,13±1,32
10
6
46,94±2,07/44,08±1,85
11
4
75,26±3,79/67,64±3,59
1
51,0±5,01/50,3±4,98
26,02/25,89
17
12,81/9,9
36,6/28,89
0,38
13,97/12,61
29,89/28,5
1,34
21,94/20,86
29,47/30,67
1,45
50,94/51041
0,09
Посадки сосны в черничниковом типе лесорастительных условий
4
1
28,72±1,45/29,53±1,41
8,07/7,84
28,1/26,5
0,4
7
2
72,02±3,04/64,53±2,8
18,87/17,91
26,25/27,75
1,9
13
3
87,03±1,38/84,44±1,34
23,87/22,74
27,57/27,05
1,64
20
1
160,0±5,0/158,0±5,0
48,0/49,0
30,14/30,75
0,28
Посадки сосны в брусничниковом типе лесорастительных условий
7
2
55,13±2,72/54,82±2,34
17,49/18,05
31,56/33,15
2,05
8
1
9
1
60,13±1,34/58,08±1,35
18,57/18,77
30,88/32,31
0,57
79,5±2,34/81,84±2,43
24,53/25,44
30,86/31,09
0,69
10
2
81,28±2,43/86,07±2,59
25,43/28,55
35,61/33,14
1,31
12
4
104,9±4,7/105,41±3,73
29,87/27,71
28,65/26,51
0,76
18
4
139,92±3,46/139,56±3,61
48,26/50,29
34,62/36,17
1,00
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 3.5
Возраст,
лет
Число
пробных
площадей
Среднее
квадратичное
отклонение
Среднее
значение
и его ошибка
Изменчивость, %
Достоверность
Посадки сосны в мохово-лишайниковом типе лесорастительных условий
10
2
81,22±4,84/74,01±3,84
30,27/24,02
37,8/32,75
1,18
Посевы сосны в брусничниковом типе лесорастительных условий
7
1
43,58±1,59/43,0±1,53
16,52/16,9
37,4/36,98
0,26
10
1
91,58±3,71/89,94±3,84
32,56/33,5
35,55/37,25
0,31
12
1
110,1±2,86/114,3±2,97
29,41/30,61
26,71/26,77
1,02
14
2
147,4±4,12/147,9±4,18
46,28/47,00
31,51/31,95
0,49
Примечание: в числителе – результат измерения перпендикулярно
ряду, в знаменателе – параллельно.
Изучение хода роста культур по высоте показало, что сосны
в большинстве случаев к 10, а ели к 12 годам достигают высот,
отвечающих требованиям «основных положений по переводу лесных культур в покрытую лесом площадь в Гослесфонде СССР»
(1,0 и 0,7 м соответственно) (табл. 3.6).
Назревшая проблема стандартизации предопределила необходимость составления таблиц хода роста искусственно созданных
молодняков. Для условий южной подзоны тайги Вологодской области такие таблицы составлены Л.Ф. Ипатовым (1971, 1974).
На большом фактическом материале нами частично составлены
таблицы хода роста культур сосны для средней и северной подзон
тайги (табл. 3.7). В основу эскиза таблиц хода роста культур положены тип условий местопроизрастания и метод создания культур. Кроме того, принадлежность к одному естественному ряду
проверяли ходом роста по высоте деревьев господствующего полога. Наибольшие отклонения от средних значний по отдельным
пробным площадям составляют ±0,8 м. Графически оглашенные
высоты выравнены по формуле:
Н = а(1 – l–Rt) m,
где H – средняя высота,
а – верхняя граница роста,
l – Неперово число, l = 2,7182,
R – коэффициент,
54
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
t – возраст культур,
m – показатель вида кривой.
В нашем случае уравнение имеет следующие характеристики
и коэффициенты:
Н = 13,87(1 – l–0,44)2,6242.
Получена очень высокая степень сглаживания между опытными данными и вычисленными по уравнению. Коэффициент сглаживания (η) равен 0,998.
Таблица 3.7
Рост культур сосны северной и средней подзон тайги
[Бабич, Беляев]
Возраст,
лет
5
Средняя Средний
Число
высота, диаметр, стволов,
м
см
шт./га
Сумма
площадей
сечений,
м 2/га
Запас
стволовой
древесины,
м3/га
Изменение
запаса
среднее
текущее
Посадки сосны в сосняке черничном средней подзоны тайги
0,5
–
2,7
–
–
–
–
При определении зависимости изменения других таксационных показателей от возраста культур применен метод графического выравнивания. Составленный эскиз хода роста культур для северной подзоны можно считать первым нормативно-справочным
материалом для посевов сосны, созданных в лесорастительных
условиях брусничного типа лесокультурного района бассейна
реки Мезень [Редько, Бабич, 1983].
В условиях Европейского Севера детальные исследования по
сравнению роста культур с естественными молодняками выполнены Н.А. Бабичем (1982, 1993). Он отмечает, что в границах
северной и средней подзон тайги Европейского Севера лесные
культуры являются продуктом незавершенного лесохозяйственного производства, оценка которого представляет определенную
сложность. Обобщая имеющиеся в нашем распоряжении данные,
отметим, что рост лесных культур в наиболее широко распространенных лесорастительных условиях не уступает естественным насаждениям, а в ряде случаев значительно превосходит их
(табл. 3.8).
Таблица 3.8
10
1,4
1,0
2,6
0,2
1,8
0,2
0,4
15
20
3,4
5,8
2,9
5,2
2,0
1,6
1,3
3,4
5,0
16,0
0,3
0,8
0,6
2,2
25
8,2
7,8
1,5
7,0
37,0
1,5
4,2
30
10,5
10,3
1,3
10,8
67,0
2,2
6,0
35
40
12,9
15,0
12,8
15,2
1,2
1,1
15,4
19,9
103,6
143,0
2,9
3,5
7,2
8,0
45
17,0
17,5
1,0
24,0
190,0
4,2
9,4
10
20
Сопоставление средней высоты, м, сосняков искусственного
происхождения [Редько, Бабич, 1993б]
Возраст,
лет
Посевы сосны в сосняке брусничном северной подзоны тайги
5
10
0,4
1,0
–
–
6,4
6,1
–
–
–
2,0
–
0,2
–
0,4
15
2,1
1,8
5,6
1,5
5,0
0,3
0,6
20
3,6
3,3
5,2
3,5
13,8
0,7
1,8
25
30
4,8
6,1
4,8
6,2
5,0
4,6
7,6
12,7
30,0
49,3
1,2
1,6
3,2
3,9
35
7,6
7,8
4,4
17,5
69,0
2,0
4,1
56
30
40
10
Автор и год публикации
Н.А. Ба- О.А. Нево- В.И. Ле- Н.Н. Соко- Е.Г. Тюбич
лин
вин
лов
рин
П.Н. Львов,
Л.Ф. Ипатов,
А.А. Плохов
Посевы и сосняки брусничные северной подзоны тайги
1,26
1,5
1,5
–
–
–
100
+19,0
+19,0
4,30
4,1
4,0
–
–
–
100
-4,7
-7,0
8,43
-7,5
6,6
7,0
–
–
100
-11,1
-21,8
-17,0
13,20
–
10,0
9,1
9,6
–
100
-24,3
+20,5
-27,3
Посевы и сосняки черничные средней подзоны тайги
1,41
1,7
1,6
–
–
–
100
+20,5
+13,4
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 3.8
Возраст,
лет
20
30
40
Автор и год публикации
Н.А. Ба- О.А. Нево- В.И. Ле- Н.Н. Соко- Е.Г. Тюбич
лин
вин
лов
рин
5,08
100
9,89
100
14,93
100
5,4
+6.2
9,0
-9,0
12,1
-19,0
6,0
+18,1
8,4
-15,1
11,3
-24,4
–
9,0
-9,0
12,1
-19,0
5,0
-1,6
9,0
-9,0
12,1
-19,0
П.Н. Львов,
Л.Ф. Ипатов,
А.А. Плохов
4,0
-21,3
7,3
-26,2
10,6
-29,1
Примечание: в знаменателе – отклонение, %, от средней высоты.
К полученным данным следует подходить очень осторожно,
ибо особенно старые культуры создавались на месте высокопродуктивных насаждений с хорошо дренированными почвами и работа была выполнена очень тщательно. Достаточно сказать, что
при создании первых посадок ели монахи Павлово-Обдорского
монастыря проходили десятидневный инструктаж и только после этого допускались к работе [Ларин]. Кроме того, технология
лесозаготовок была принципиально иной, преобладала конная
трелевка и пр., поэтому лесорастительные условия вырубок, на
которых создавались культуры, были значительно благоприятнее
для их роста по сравнению с современными площадями концентрированных вырубок.
В последнее время предприятиями лесного хозяйства уделяется
большое внимание комплексному использованию отходов лесной
промышленности (сухие сучья, сырые ветки, кора, древесная зелень). Кору используют в качестве удобрений и субстрата для выращивания овощей в теплицах, изготовления строительных плит.
Древесную зелень все шире применяют в качестве сырья для получения хвойно-витаминной муки, хлорофилло-каротиновой пасты, хвойного экстракта, растительных консервантов и др.
Анализ связи фитомассы отдельных фракций с диаметром
ствола на высоте 1,3 м свидетельствует о том, что эту зависимость
наилучшим образом отражает уравнение параболы третьего порядка:
у = А + Вх + Сх2 + Dх3.
58
Наблюдается очень высокая корреляционная связь. По конкретным уравнениям рассчитывали запасы отдельных фракций
фитомассы. Посевы сосны в северной подзоне тайги к 22-летнему
возрасту накапливают 37 т надземной органической массы, основную часть которой составляют стволы без коры: 48,07% – в
22-летних, 69,13% – в 33-летних культурах. С увеличением возраста культур процентное соотношение древесной зелени и сырых веток уменьшается, а ствола – увеличивается [Бабич, Беляев,
1985].
Участие лиственных пород в формировании культур фитоценозов таежной зоны является региональной закономерностью.
Результаты исследований свидетельствуют, что зарастание вырубок лиственными породами начинается уже в первые годы после их закультивирования [Беляев, 1986б]. Наиболее интенсивно
лиственные породы возобновляются в брусничной и черничной
группе типов леса (не менее 5-15 тыс. шт. на 1 га) в возрасте
культур до 15 лет. В то же время в лишайниковых, вересковых и
близких к ним типах леса количество лиственных пород в культурах незначительно (130-800 шт./га) (табл. 3.9).
Изменение лесорастительных условий вырубок в процессе
создания лесных культур способствует более интенсивному поТаблица 3.9
Заселение культур лиственными породами
Группа
типов леса
Культивируемая
порода
Лишайниковые, вересковые и близкие к ним
Брусничные и близкие к
ним
Черничные и близкие к
ним
Количество примеси лиственных
пород (шт./га) в возрасте, лет
до 5
5-10
11-15
Сосна
544
538
767
785
–
133
Сосна
6792
6193
6480
8435
1600
7634
Сосна
5031
8133
4119
5031
5056
7448
Ель
7114
7204
7554
11964
10537
9043
Примечание: в числителе – северная подзона, в знаменателе – средняя подзона.
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
явлению естественного возобновления древесных пород по сравнению с незакультивированными вырубами. Так, спустя 3 года
после создания культур на вырубке из-под ельника черничника в
средней подзоне тайги (Устьянский лесхоз) на микроповышениях плуга ПЛМ-1,3 насчитывалось на 1 га 2100 шт. самосева ели
и 1330 шт. березы. В то же время на незакультивированной части этой вырубки, где почва не обрабатывалась, насчитывалось
только 240 шт./га самосева ели, а количесво березы достигало
27 000 шт./га.
При количестве примеси березы и осины в 5-20 тыс. шт. на
1 га решающее значение на рост культур оказывает их высота. Например, при увеличении количества лиственных пород с
5 тыс. шт. до 20 тыс. шт. и более на 1 га рост ели существенно
не меняется, а в возрасте 11 лет разница составляет 3 см. В этих
же условиях, если высота березы и осины достигает 3 м, т.е. в
3-4 раза превышает высоту ели, культуры значительно отстают
в росте. Разница в высотах 11-летних культур отличается почти
в 1,5 раза. К аналогичному выводу в условиях Московской области пришел А.Б. Калякин (1977). Еще в большей степени эта
закономерность проявляется в росте культур сосны. Таким образом, при выращивании хвойных нецелесообразно допускать,
чтобы высота примеси березы и осины более чем в 3 раза превышала высоту.
В научной литературе содержится довольно много экспериментальных данных о дифференциации деревьев в лесных
фитоценозах естественного происхождения. Имеются работы,
в которых рассматривается этот вопрос по отношению к искусственным насаждениям, идеально одновозрастным популяциям.
Дифференциация деревьев в лесу как саморегулирующей системе происходит под влиянием комплекса факторов, среды и
индивидуальных особенностей растений. В.С. Ипатов (1968) отмечал, что в древостое возникают три естественных, качественно
различающихся совокупности деревьев: господствующие, инде-
терминантные и угнетенные. Неизбежность их возникновения
автор объясняет следующими положениями:
1) у каждого организма существует верхний и нижний пределы количества ассимилируемого вещества и энергии, фактическое
количество поглощаемого вещества и энергии находится между
ними;
2) существует первичная еще до смыкания корней и корней и
крон деревьев дифференциация по высоте, толщине, интенсивности ассимиляции;
3) между деревьями при достаточно тесном произрастании возникает конкуренция за пищу, свет, влагу и т.д.
Причины дифференциации в значительной мере зависят от качества семян, различий в микроусловиях среды при прорастании
их и дальнейшем росте сеянцев [Правдин, 1964; и др.]. На дифференциацию в культурах раннего возраста указывали С.А. Бойцова, Т.А. Шалыгина (1978), которые отмечали, что неоднородность
условий среды, а также индивидуальные особенности посадочного материала уже в первый год после посадки приводят к резкой
дифференциаци культур по росту.
Процесс дифференциации деревьев в насаждении проявляется
прежде всего в изменчивости основных биометрических признаков (высоты, диаметра, прироста по высоте и т.д.).
Изучением этого вопроса в искусственных фитоценозах занимались ряд исследователей [Недвецкий; Пигарев, 1974; и др.].
Так, Н.А. Недвецкий (1973) отмечал, что даже на небольших
лесокультурных площадях при всех относительно одинаковых
условиях таксационные показатели отдельных растений сильно варьируются. При одном способе посадки и равномерном
размещении абсолютно одновозрастных растений по площади
условия роста растений в пределах лесокультурных участков
несколько выравниваются; но даже в таких выравненных лесорастительных условиях процесс дифференциации протекает
довольно иненсивно с первых лет жизни растений, о чем свидетельствуют коэффициенты изменчивости высоты (табл. 3.10).
Во всех исследуемых условиях в возрасте до 5 лет изменчивость высоты сосны большая (21–50%), от 11 лет в зависимости
от лесорастительных условий она значительная (11–20%) или
даже большая.
60
61
3.4. Дифференциация растений
и лесных культур
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3.10
Окончание табл. 3.11
Коэффициент изменчивости высот сосны, % [Недвецкий, 1973]
№
опытного
участка
Возраст культур, лет
№ пробной
площади
3
5
7
9
10
1
23,9
21,3
18,0
14,3
12,3
15
22,4
21,0
18,3
–
–
3
–
34,5
30,4
27,4
–
12
48,8
37,1
34,5
30,1
26,5
20
32,4
28,3
23,0
18,1
18,2
4
Наши данные согласуются с этими результатами. Во всех лесорастительных условиях, где заложены опытные культуры, изменчивость высоты сосны ели большая (табл. 3.11).
Способ
обработки
почвы
Фрезполосы
1
3
Способ
обработки
почвы
Фрезгрядки
Ель,
сеянцы
Ель,
сеянцы
Сосна,
сеянцы
Плужные Ель,
пласты
сеянцы
ПКЛ-70
Сосна,
сеянцы
ФрезЕль,
полосы
сеянцы
Ель,
саженцы
Возраст,
лет
Коэффициент изменчивости
высоты
посадочного
материала, %
Коэффициент
изменчивости,
%, в возрасте,
лет
2
3
4
3
24,7
24,6
–
–
2*
40,7
31,2
–
–
2*
20,3
21,5
–
–
2*
40,7
15,8
–
–
2*
20,3
21,3
–
–
3
25,1
39,3 22,6
–
4(2+2)
33,6
38,7 22,5
–
62
6
Коэффициент
изменчивости,
%, в возрасте,
лет
2
3
4
3
26,5
42,4 33,9
–
Без обра- Сосна,
ботки
сеянцы
3
26,5
57,6 28,8
–
Без обра- Сосна,
ботки
сеянцы
2
36,9
–
32,8 30,9
Ель,
сажанцы
5(2+3)
32,3
–
53,7 26,1
Ель,
сажанцы
5(3+2)
24,9
–
22,4 22,7
Пласты
Ель,
сажанцы
5(2+3)
32,3
–
24,3 23,9
ЛКП-600
Ель,
сажанцы
5(3+2)
24,9
–
24,2 26,3
Таблица 3.11
Порода,
вид
посадочного материала
Возраст,
лет
Коэффициент изменчивости
высоты
посадочного
материала, %
Ель,
сеянцы
Изменчивость высоты сосны и если в лесных культурах
№
опытного
участка
Порода,
вид
посадочного материала
* Сеянцы, выращенные в полиэтиленовых теплицах.
Влияние фитоценотических факторов на процесс дифференциации и изменчивость биометрических признаков растений
особенно сильно проявляется в сомкнувшихся насаждениях 1-11
класса возраста, когда конкурентные взаимоотношения достигают максимальной напряженности, а массовый отпад отставших в
росте угнетенных особей не начался.
Коэффициент изменчивости высоты сосны в 11-14-летных
культурах колеблется от 26,7 до 44,0% [Пигарев, 1974]. Как отмечал Л.Ф. Ипатов (1974), изменчивость высоты в сосновых молодняках уменьшается по мере роста средней высоты древостоев,
или по мере увеличения возраста культур. К такому же выводу
пришли Ю.П. Путятин, Э.И. Путятина и Г.Г. Терехов (1975). По
их мнению, в лесах Урала коэффициенты вариации обычно выше
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в культурах более молодого возраста. Так, в 5-7-летнем возрасте
он составляет 21–34%, а в 8-13-летнем возрасте – 7,5–26,4%. Со
средней высоты молодняков (3–4 м) коэффициент изменчивости уменьшается медленно, что следует объяснить увеличением
количества подчиненных деревьев в древостое [Ипатов, 1974].
Лишь после массового отмирания их коэффициент вариации
снова значительно снижается и при средней высоте древостоев
12–13 м он достигает величины, близкой к спелым древостоям.
Г.И. Редько (1974), изучая строение культур тополя, отмечал,
что коэффициент вариации рядов редукционных чисел по высоте с увеличением средней высоты насаждений от 5 до 35 м
уменьшился в массивных насаждениях с 23,8 до 11,6%, а в линейных – с 20,0 до 5,5%. Коэффициент изменчивости высоты
деревьев спелых приспевающих насаждений составляет 8–12%
[Никитин, Швиденко].
Таким образом, приведенные данные позволяют сделать вывод,
что коэффициент изменчивости высоты деревьев в культурах с
момента посадки до возраста спелости древостоя уменьшается с
35–40% до 8–12%.
В любом возрасте наряду с дифференциацией по высоте происходит дифференциация по толщине. Установлено, что в молодняках изменчивость диаметра выше, чем в спелых древостоях. В самом раннем возрасте молодняков с высотой до 2 м коэффициент
вариации диаметра возрастает в среднем до 80%. В.С. Мирошников (1969) отмечал, что в молодняках до 10-15 лет коэффициент
вариации достигает 60%, к 20-летнему возрасту – 50%, а к
30-летнему – 40–45%. В спелых и приспевающих насаждениях
коэффициент изменчивости диаметра составляет 20–30% [Никитин, Швиденко]. При изучении культур сосны на Европейском
Севере подобную закономерность отмечал Л.Ф. Ипатов (1974),
который установил закономерное уменьшение изменчивости с
увеличением среднего диаметра древостоя.
В то же время он отмечает, что со среднего диаметра – 12 см –
коэффициент вариации принимает определенную стабильность,
почти ничем не отличаясь от средних данных для спелых древостоев. Наши данные показывают, что изменчивость диаметра
посадочного материала колеблется от 22 до 36%. Это значительно ниже, чем в молодняках, по данным вышеуказанных авторов.
В культурах до 5-летнего возраста изменчивость диаметра оста-
ется примерно такой же, как у посадочного материала (табл. 3.12).
По видимому, в фазе индивидуального роста, когда отсутствует
взаимное влияние растений друг на друга, изменчивость диаметра остается на одном и том же уровне. После смыкания крон, когда конкурентные взаимоотношения между особями значительно
увеличиваются, резко усиливается дифференциация деревьев по
диаметру. В этот период коэффициент изменчивости диаметра сосны в групповых культурах черничного, брусничного и вересковолишайникового типов леса колеблется от 41,0 до 81,8%, а в рядовых культурах с более равномерным размещением деревьев – от
30,6 до 46,6% [Пигарев, Беляев, Сенчуков].
64
65
Таблица 3.12
Изменчивость диаметра сосны и ели в лесных культурах
№
опытного
участка
1
2
4
Способ
обработки
почвы
Фрезгрядки
Порода,
вид
посадочного материала
Возраст,
лет
Коэффициент изменчивости
высоты
посадочного
материала, %
Коэффициент
изменчивости,
%, в возрасте,
лет
2
3
4
Ель,
сеянцы
3
35,07
22,24
–
–
Ель,
сеянцы
2*
35,86
37,42
–
–
Сосна,
сеянцы
2*
33,07
30,10
–
–
Плужные Ель,
пласты
сеянцы
ПКЛ-70
Сосна,
сеянцы
2*
35,86
26,30
–
–
2*
20,3
21,3
–
–
Фрезполосы
Ель,
сеянцы
3
25,37
24,15 25,52
–
Сосна,
сеянцы
(2+2)
26,28
25,45 22,92
–
Сосна,
сеянцы
3
32,69
30,77 40,94
–
Без обра- Сосна,
ботки
сеянцы
3
32,69
32,11 39,33
–
Фрезполосы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 3.12
№
опытного
участка
6
Способ
обработки
почвы
Порода,
вид
посадочного материала
Без обра- Сосна,
ботки
сеянцы
Ель,
саженцы
Ель,
саженцы
Пласты
Ель,
ЛКН-600 саженцы
Ель,
саженцы
Коэффициент изменчивости
высоты
посадочного
материала, %
2
2
31,17
–
33,14 32,15
5(3+2)
35,04
–
23,17 18,74
5(3+2)
22,44
–
28,94 28,51
5(3+2)
35,04
–
27,89 26,89
Возраст,
лет
5(3+2)
22,04
Коэффициент
изменчивости,
%, в возрасте,
лет
–
3
4
Таблица 3.13
Изменчивость прироста по высоте сосны и ели
в лесных культурах
26,33 25,15
* Сеянцы, выращенные в полиэтиленовых теплицах.
В насаждениях естественного происхождения коэффициент
вариации диаметра выше, чем в культурах, причем различия
между изменчивостью диаметров в фитоценозах различного происхождения наиболее выражены в молодом возрасте. Это явление
объясняется тем, что сами условия создания и выращивания культур (обработка почвы, отбор посевного и посадочного материала,
более равномерное размещение особей по площади) в некоторой
степени ослабляют напряженность процесса дифференциации деревьев по диаметру, что не наблюдается в молодняках естественного происхождения.
Г.И. Редько (1974) отмечал, что меньшее варьирование таксационных признаков в искусственных насаждениях по сравнению
с естественными насаждениями, несомненно, связано с большей
выравненностью условий роста для каждого дерева и, следовательно, с меньшей напряженностью конкуренции между ними за
влагу, свет, пищу.
Годичный прирост высоты является важным показателем продуктивности лесовыращивания, особенно в раннем возрасте, т.к.
чем быстрее растет деревце в высоту, тем оно раньше выходит изпод влияния травянистой растительности. Его величину и изменчивость прежде всего определяют условия местопроизрастания и
66
наследственные особенности растения. Наибольшая изменчивость
прироста высоты наблюдается в культурах до 3-летнего возраста (табл. 3.13). Это объясняется тем, что в этот период растения
адаптируются к новым условиям, восстанавливают поврежденную при выкопке и пересадке корневую систему, большинство
из них дает минимальный прирост, а часть растений, особенно
в первый вегетационный период, вообще не дают прироста. Уже
с 4-5-летнего возраста культур коэффициент вариации начинает
снижаться. Так, например, в условиях осушенного низинного болота в 3-летних посадках сеянцев сосны по необработанной почве
коэффициент вариации прироста высоты составлял 59,4%, а через
год он уменьшился до 46,4% (табл. 3.13).
№
опытного
участка
Способ
обработки
почвы
1
Фрезгрядки
3
Плужные
пласты
ПКЛ-70
Фрезполосы
4
6
Порода, вид
посадочного
материала
Ель, сеянцы
Ель, сеянцы
Сосна, сеянцы
Ель, сеянцы
Сосна, сеянцы
Ель, сеянцы
Ель, саженцы
Фрезполосы
Сосна, сеянцы
Без обработки Сосна, сеянцы
Без обработки Сосна, сеянцы
Ель, саженцы
Ель, саженцы
Пласты
Ель, саженцы
ЛКН-600
Ель, саженцы
Возраст,
лет
Коэффициент
вариации, %,
в возрасте, лет
2
3
4
3
2*
2*
2*
2*
58,0
57,7
70,2
61,5
50,0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
3
4(2+2)
3
3
2
5(3+2)
5(3+2)
5(3+2)
5(3+2)
46,1
72,3
69,9
75,4
–
–
–
–
–
56,4
68,3
–
56,3
59,4
59,1
64,9
56,5
60,9
–
–
–
–
46,3
41,8
37,8
45,8
47,6
* Сеянцы, выращенные в полиэтиленовых теплицах.
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3.14
Л.Ф. Ипатов (1974) установил, что с повышением возраста культур до 30-40 лет повышается и коэффициент вариации годичного
прироста. Если сопоставить наши результаты с данными вышеуказанного автора, динамика изменения коэффициента вариации
прироста высоты с возрастом будет следующая: в фазе приживания 46,1–75,4%, затем она уменьшается и к 10-15-летнему возрасту составляет 18,0–26,0%. После этого снова увеличивается до
30-40-летнего возраста культур, затем вновь уменьшается.
Таким образом, дифференциация растений в лесных культурах
происходит довольно интенсивно уже в первые годы после посадки. Степень изменчивости биометрических признаков деревьев
в одновозрастных искусственных молодняках зависит от густоты насаждения, характера размещения особей, породного состава, вертикальной мощности, сомкнутости полога и т.д. Мощное
давление фитоценотических факторов на индивидуальную изменчивость деревьев обусловлено тем, что экологическая обстановка
отдельно для каждой особи очень резко изменяется под влиянием
самого растительного общества, причем особенно сильно варьирует один экологический фактор – освещенность.
Мощное влияние фитоценотических факторов на индивидуальную изменчивость деревьев наглядно иллюстрируется и убедительно подтверждается материалами сравнительного изучения
изменчивости основных биометрических признаков всех деревьев
в групповых 18-летних культурах сосны и максимальных по высоте одиночных экземплярах в посевных местах (табл. 3.14). Высота,
диаметр, объем ствола и прирост в высоту в различные периоды
максимальных и одиночных особей в посевных местах, которые
в значительно меньшей мере испытывают отрицательное воздействие фитоценотических факторов, варьируются в 1,3-1,7 раза меньше, чем у деревьев в насаждении. При этом у максимальных и
одиночных деревьев в посевных местах варьирование прироста в
высоту закономерно снижается с увеличением продолжительности
периода, за который определялся прирост. Следовательно, влияние
метеорологических факторов на изменчивость прироста у этой категории деревьев нивелируется со временем.
В целом для всех деревьев в насаждении эта закономерность
в значительной степени нарушается под воздействием фитоценотических факторов. В одновозрастных спелых и приспевающих
древостоях биометрические признаки деревьев варьируются значительно меньше, чем в молодняках.
Коэффициент изменчивости высоты деревьев в спелых и приспевающих насаждениях составляет 8–12%, диаметра – 20–30%,
объема ствола – 50–60% [Никитин, Швиденко]. Эти закономерности в динамике изменчивости древесных пород можно объяснить
тем, что к возрасту спелости рост насаждений в высоту резко замедляется, и в связи с этим стабилизируется структура и мощность
полога, густота, размещение и площадь питания деревьев, в значительно меньшей мере изменяется экологическая обстановка отдельно для каждой особи. Иначе говоря, давление фитоценотических
факторов на индивидуальную изменчивость деревьев в спелом лесу
проявляется в меньшей степени. По-видимому, определенное значение имеет и то, что с увеличением площади питания деревьев с
возрастом сглаживаются локальные различия почвенных условий,
которые в пределах более или менее однородного участка леса или
питомника безусловно оказывают определенное влияние на дифференциацию и изменчивость древесных пород.
Таким образом, давление фитоценотических и экологических
факторов сильно затушевывает закономерности генотипической
изменчивости на всех этапах онтогенеза сосны и ели и усложняет
68
69
Изменчивость биометрических признаков деревьев
в групповых культурах сосны
Статистический показатель
М
±м
σ
С, %
М
±м
σ
С, %
Высота,
м
Диаметр,
Объем
см, на
ствола,
высоте
дм3
1,3 м
Прирост в высоту, см, за
период, лет
1
2
4
6
Все деревья в насаждении
2,60
2,90
2,67 27,70 46,70 102,80 136,50
0,05
0,10
0,16
0,66 1,13
2,09
3,03
0,80
1,67
2,75 11,30 19,30 35,87 52,15
30,70
57,60
103,00 40,80 41,40 34,90 38,20
Максимальные по высоте и одиночные деревья
в посевных местах
3,30
4,40
5,03 37,00 63,30 138,60 194,00
0,07
0,16
0,40
1,23 2,10
3,38
4,46
0,69
1,55
3,77 11,69 18,82 32,01 42,30
20,90
35,10
75,10 31,60 29,70 23,10 21,80
8
197,3
3,73
62,4
31,7
244,70
5,28
49,81
20,40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
массовый отбор деревьев, наиболее полно удовлетворяющих целевому назначению выращиваемых лесов. Дело в том, что каждая
особь имеет равную вероятность попасть в более или менее благоприятные экологические и фитоценотические условия. В неблагоприятных условиях роста деревья с лучшими наследственными
свойствами не могут реализовывать свои возможности, а поскольку доля наиболее высокопродуктивных растений сравнительно не
велика, то при естественном развитии они не могут преобладать в
сообществе. Следовательно, чтобы целенаправленно регулировать
генетическую структуру насаждений на основе массового отбора
деревьев по прямым признакам, характеризующим их продуктивность, необходимо свести к минимуму воздействие экологических
и фитоценотических факторов на генетическую изменчивость.
В лесоводственной литературе имеются данные о дифференциации деревьев в искусственных фитоценозах по классам роста
Крафта. В целом для культур независимо от метода их создания
и особенностей произрастания особей (рядами или биогруппами)
наблюдается общая картина преобладания в насаждениях деревьев
1-3 классов роста, обладающих наиболее интенсивным ростом, количество которых изменяется от 63 до 70%. Кроме того, деревья,
отнесенные в момент обследования к категории подчиненных, и
в молодом возрасте росли хуже. По мнению Л.Ф. Ипатова (1974),
встречающиеся в природе случаи перехода деревьев из низших
классов роста в высшие не являются типичными.
Особенно интересные исследования проведены Е.Л. Маслаковым (1978). Он изучал рост и дифференциацию деревьев в молодняках сосны на стадии их формирования (5–25 лет). Это самый
динамичный период, в течение которого завершается процесс образования насаждения.
Культуры созданы посадкой в пластах с размещением 2,5×1,2 м
на вырубке сосняка брусничного II бонитета. На протяжении
всего периода многие деревья меняют свое ранговое положение
(табл. 3.15). За 10 лет только 34 дерева сохранили свой ранг, 23
передвинулись вверх и 23 опустились вниз. Все же, несмотря на
такое перемещение, свои позиции в верхней части полога попрежнему сохраняют изначально самые крупные деревья. Подобные
закономерности сохраняются и в росте по диаметру (табл. 3.16).
Е.А. Маслаков (1978) отмечает, что за 10 лет масса деревьев увеличилась в 1,7–2,5 раза. В такой же мере возросли различия в
размерах между деревьями разных классов.
70
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Мы изучали деревья разных классов роста в 30-летних культурах сосны, созданных посадкой 2-летних сеянцев, выращенных
из семян местного происхождения (Плесецкий лесхоз). Обработка
почвы проводилась вручную, площадками 0,5×0,5 м.
ностью в культурах в фазе индивидуального роста, и в дальнейшем сохранят свое лидирующее положение.
3.5. Оценка качества лесных культур
Таблица 3.16
При помощи теодолита Т-30 нам удалось измерить прирост по
высоте деревьев сосны за 24-летний период с 1979 по 1955 год.
Особи сосны, которые в 6-летнем возрасте имели большую высоту, и в дальнейшем до 30 лет росли быстрее.
Подобная закономерность наблюдается и в росте по диаметру
этих особей сосны за 20-летний период с 1960 по 1979 год.
Изучение хода роста в 15-летних культурах ели в условиях
ельников черничных, созданных посадкой в дно борозд ПКЛ-70
2-летних сеянцев, выращенных в Шухтовском питомнике из местных семян, показало, что деревья ели, имеющие большие размеры
в момент исследования (1980 г.), были более крупными и в более
молодом возрасте.
В естественных насаждениях сосны в возрасте 52-55 лет в Якутии подобную работу выполнил А.К. Поздняков (1955), который
установил, что наиболее низкие и наиболее высокие деревья в
течение исследованного промежутка времени сохраняют относительно постоянное положение в рядах распределения. И автор
особенно подчеркнул, что самые мелкие деревья почти не меняют
своего положения в ряду распределения, хотя исследования касаются периода усиленного роста древостоя.
Таким образом, приведенные данные позволяют предположить,
что растения сосны и ели, отличающиеся наибольшей продуктив-
Лесное хозяйство Европейского Севера нуждается в повышении качества лесовосстановительных работ, методы определения
которого должны постоянно совершенствоваться.
Искусственные насаждения являются динамичной и очень
сложной биологической системой. Уровень ее функционирования определяется огромным количеством природных и антропогенных факторов. В настоящее время оценить уровень функционирования таких систем, как лесной биогеоциноз, с учетом всех
факторов невозможно. В связи с этим качество лесных культур
следует оценивать только в лесоводственном плане на зональнотипологической основе. Поскольку лесные насаждения – системы
динамические, оценку их качества следует проводить поэтапно.
В лесоводственном аспекте оценка качества лесных культур
сводится к характеристике их состояния и роста на каждом этапе
выращивания с целью получить наибольшую продуктивность в
соответствии с лесорастительными условиями и задачами выращивания.
Многолетний опыт свидетельствует о том, что для выращивания высококачественных лесных культур необходимо:
– подобрать древесные породы, биологические свойства которых наиболее полно соответствуют лесорастительным условиям
и целям выращивания насаждений;
– улучшить лесорастительную среду для приживаемости и роста культивируемых пород;
– применять высококачественный посевной и посадочный материал с улучшенными наследственными свойствами;
– создавать и поддерживать в процессе развития насаждения
оптимальную густоту, состав и размещение деревьев на площади;
– исключать угнетение культивируемых пород травянистой и
нежелательной древесной растительностью;
– вести борьбу с болезнями и повреждениями.
Оценка качества лесных культур должна с достаточной полнотой отражать эффективность этих мероприятий. Вместе с тем,
72
73
Рост деревьев I-V классов роста в диаметре, см,
[Маслаков, 1978]
Класс
роста
1976
1975
1974
1973
1972
1971
1970
1969
1968
1967
1
24,10 23,33 22,10 20,60 18,81
17,06
15,34 13,55 12,19 10,60
2
15,65 15,08 14,35 13,27 12,19
11,08
9,92
8,82
8,01
7,03
3
10,56 10,13
9,67
9,02
8,36
7,60
6,70
5,91
5,25
4,35
4
8,23
7,85
7,54
7,03
6,53
5,97
5,38
4,82
4,35
3,76
5
3,52
3,50
3,44
3,34
3,20
3,04
2,85
2,50
2,39
2,03
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сами приемы и отклонения от принятой технологии не должны
отражаться на качестве, в противном случае необходимо определять и параметры прямых критериев оценки с учетом агротехнических мероприятий. В этом случае характеристика эталонных
культур будет разной даже в однородных лесорастительных условиях, но тогда различные по качеству лесные культуры попадут в
одну категорию и, наоборот, одинаковые по качеству культуры –
в разные категории. Неприемлемость такого подхода очевидна
[Беляев, Пигарев, 1983].
Следовательно, в пределах однородной группы типов леса
требуется установить единую меру оценки качества лесных
культур, независимо от технологии работ. Если отступления от
принятой технологии снижают качество лесных культур, то это
должно быть отражено показателями, характеризующими приживаемость, рост, густоту, размещение деревьев и т.п. и на основе
этих показателей должна быть дана объективная оценка качеству
культур. Если же, несмотря на отступления от технологии, качество культур оказывается высоким, то относить их к категории
неудовлетворительных нецелесообразно.
Критерии оценки лесных культур должны объективно отражать их качество и позволять прогнозировать динамику развития
насаждения, обеспечивать сопоставимость качества как одновозрастных, так и разных по возрасту культур, созданных в однородных лесорастительных условиях при различной агротехнике
и технологии. Чтобы оценка культур была объективной, критерии
следует выражать определенными показателями.
Ведущими критериями, соответствующими изложенным выше
принципам оценки и качества лесных культур, являются:
– соответствие породного состава лесорастительным условиям;
– густота;
– размещение;
– состояние и устойчивость;
– интенсивность роста;
– конкурентная способность с другими видами, потребность
в уходах.
Оценка качества лесных культур должна повышать технологическую дисциплину, способствовать развитию инициативы лесоводов по улучшению качества лесовостановительных работ и их
совершенствованию в соответствии с местными природными и
производственно-экономическими условиями.
Культуры создаются в различных лесорастительных условиях
по разным технологическим схемам. Это вызывает значительные
трудности для сравнимой оценки их качества.
Основным качественным и количественным показателем при
инвентаризации лесных культур первого и второго года жизни
является приживаемость. Как известно, приживаемость лесных
культур определяется отношением числа посадочных или посевных мест, занятых деревьями и кустарниками культивируемых
пород, к общему числу учтенных посадочных или посевных
мест, выраженному в процентах (ГОСТ 17559-82). На основании
натурного осмотра и оценки по этим показателям участок лесных культур оценивается как хороший, удовлетворительный или
неудовлетворительный.
К категории хороших относятся участки лесных культур,
имеющие приживаемость на уровне или выше нормативных при
условии полного соответствия породного состава лесных культур
условиям местопроизрастания и соблюдения запроектированной
технологии работ. К категории неудовлетворительных относят лесные культуры с приживаемостью 25% и ниже, а также культуры
с более высокой приживаемостью, но созданные с отклонениями
от запроектированной технологии, превышающими допустимые.
Прочие лесные культуры, не вошедшие в категории хороших и
неудовлетворительных, относят к категории удовлетворительных.
Лесные культуры с приживаемостью менее 25% считаются погибшими и подлежат списанию.
Для оценки качества создаваемых лесных культур первого и
второго годов выращивания определены нормативные проценты
средневзвешенной приживаемости лесных культур по регионам,
в том числе и для Европейского Севера (табл. 3.17).
74
75
Таблица 3.17
Нормативная приживаемость, %, одно- и двухлетних лесных
культур в лесах государственного значения таежной зоны
[Новосельцева, Родин]
Регион
Однолетние
Двухлетние
Архангельская область
Вологодская область
Мурманская область
Республика Коми
74
84
65
76
69
82
58
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эти проценты отражают средние достигнутые за многолетний
период результаты производственной деятельности и служат для
оценки качества лесных культур первого и второго года выращивания.
Другая нормативно-техническая документация, действующая
до настоящего времени, содержала ряд требований, касающихся
качества лесных культур, однако отсутствие в ней конкретных
цифровых нормативов не позволяет дать объективную оценку состояния культур и совершенствовать контроль их качества [Беляев, 1986б]. В связи с этим появилась необходимость в требованиях и нормативах, характеризующих качество лесных культур,
в форме государственного стандарта, с тем, чтобы они были обязательными для всех ведомств, ведущих лесовосстановительные
работы. В лесоводственной литературе этот вопрос поднимался
неоднократно [Герасимович, Крапивненко; Родин, 1978, 1981]. Наиболее полно вопросы оценки качества лесных культур освещены
в работе Г.И. Редько, М.Е. Гузюк, Г.И. Травникова «Показатели
качества лесных культур» (1989).
Лесные культуры, создаваемые в лесах государственного значения, после окончания фазы индивидуального роста подлежат
переводу в покрытую лесом площадь. Перевод лесных культур в
покрытые лесом земли – это включение участка лесных культур,
достигших определенных качественных показателей по росту и
состоянию, в категорию покрытой лесом земли.
Поскольку важнейшим этапом производства лесных культур
является их перевод в покрытые лесом земли, то стандарт разрабатывали в первую очередь на этот период. Хотя в перспективе оценку качества следует проводить и в период завершенного
лесокультурного производства, который, по мнению А.Р. Родина
(1981), наступает при таком состоянии лесокультур, когда они гарантированы от гибели в будущем из-за угнетения их травой и
нежелательными лиственными породами. С момента выравнивания по высоте культур хвойных и естественного возобновления
нежелательных лиственных пород следует считать процесс создания культур завершенным.
На основании выявленных закономерностей приживаемости,
роста и формирования культур в условиях Европейского Севера,
рассмотренных выше, нами были разработаны нормативы показателей качества лесных культур для ОСТ 56-92-87 (табл. 3.18).
76
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Внедрение данного ОСТа на предприятиях лесного хозяйства
показало, что качество лесных культур в регионе остается невысоким (табл. 3.19).
Таблица 3.19
Качество лесных культур в Архангельской области
при переводе в покрытую лесом площадь по ОСТ 56-92-87
Лесные
культуры
Переведенные
на покрытую
лесом
площадь
В том
числе по
классам
качества:
отличного
состояния
1 класса
2 класса
с частичным
естественным
возобновлением
1987
1988
1991
1992
1993
1994
79/0,3
4227/16,2
169/0,9
4066/20,7
0/0
3865/15,3
0/0
2170/8,7
0/0
3405/10,9
0/0
4381/13,4
–
–
3172/12,6
4707/20,0
4630/14,9
3725/11,4
(технология рубок, слабая техническая оснащенность лесхозов,
структура лесокультурного фонда и др.) направлено на простое
воссоздание вырубленных древостоев по довольно примитивным
технологиям. Агротехнические и лесоводственные уходы проводятся недостаточно или вовсе отсутствуют. Культуры несут значительные потери в период приживания, имеют низкую сохранность
и, вероятно, впоследствии будут иметь низкую продуктивность.
В ближайшем будущем необходимо сосредоточить внимание
на повышении эффективности и качества лесовосстановления без
увеличения объема работ. Для этого следует расширить работы по
совершенствованию лесосеменной базы и питомнического хозяйства, обеспечению высококачественного посадочного материала.
В дальнейшем следует переходить на ускоренное воспроизводство
хвойных пород на основе достижений селекции, применения комплекса мелиоративных мероприятий и подбора наиболее перспективных для этой цели древесных пород.
Примечание: в числителе – гектары, в знаменателе – проценты.
Большую часть (72–83%) составляют культуры 2 класса качества. Кроме того, не понятно, что имеется в виду под культурами
с частичным естественным возобновлением главной породы. Согласно указанному ОСТу, такая категория качества не предусматривается.
Таким образом, резюмируя вышеизложенное, следует отметить,
что, несмотря на имеющиеся примеры высокопродуктивных искусственных насаждений, лесокультурное производство региона в
настоящее время в силу объективно сложившихся обстоятельств
78
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Глава 4
ИЗМЕНЕНИЕ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ
ВЫРУБОК ПРИ ИХ ЛЕСОКУЛЬТУРНОМ ОСВОЕНИИ
Недостаток тепла и избыток влаги – основные факторы сравнительно низкой продуктивности лесов Севера.
Мелиорация в широком смысле этого понятия относится к
числу активных крупномасштабных воздействий на лесные насаждения. Арсенал мелиоративных приемов обширен, однако
круг практически используемых способов мелиорации направлен в основном на улучшение базовых факторов среды (водновоздушный, температурный режимы почвы, содержание в ней
«элементов питания», ослабление вредного влияния лиственных
пород и т.п.). Мелиоративные приемы, используемые в лесокультурном производстве, можно объединить в две группы:
1. Мероприятия, главная задача которых заключается в улучшении лесорастительной среды (обработка почвы, внесение удобрений, осушение).
2. Мероприятия, которые резко ослабляют или устраняют отрицательное конкурирующее влияние травянистой и нежелательной
растительности, т.е. агротехнические и лесоводственные уходы.
Кроме того, большое влияние на эффективность лесных культур оказывают выбор главной породы, применение высококачественного посадочного и посевного материала, методы селекции,
способы и сроки посева и посадки, оптимизация размещения
культур.
Лесокультурная значимость этих групп в целом и отдельных
мероприятий существенно изменяется в зависимости от лесорастительных, климатических и экологических условий. Характер,
направление, интенсивность и конкретные задачи мелиорируемых
воздействий, их оптимальных сочетаний предопределяются прежде всего неблагоприятными факторами среды и основываются
80
на закономерностях изменения природы вырубок и других категорий земель в процессе их освоения. Наибольший эффект при
этом достигается, если каждое мероприятие полностью решает
свою задачу и не вызывает отрицательных последствий.
В одинаковых климатических условиях факторы среды, лимитирующие восстановление, рост и формирование искусственных
насаждений, изменяются в зависимости от физико-механических
и химических свойств и характера растительного покрова, тесно
связанного и взаимообусловленного с почвенными условиями.
4.1. Особенности лесорастительных условий
основных типов вырубок и осушенных болот
В лесах Европейского Севера преобладающими группами типов леса являются черничные, долгомошные, сфагновые и брусничные [Мелехов, Чертовской, Моисеев] (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Распределение насаждений Архангельской области
по типам леса, %
Тип леса
Сосна
Ель
Береза
По всем
породам
Брусничник
Черничник
Долгомошный
Сфагновый
Прочие (лишайниковые,
вересковые и др.)
16
29
10
35
10
4
44
32
14
6
18
46
20
10
6
9
41
23
19
8
Вполне естественно, что в лесокультурном фонде региона преобладают вырубки из-под этих типов леса, которые трансформируются в разнообразные, но строго определенные типы вырубок
с присущими им экологическими условиями.
Концентрированные вырубки отличаются от исходных насаждений комплексом экологических условий (почвенными, гидрологическими, фитоценотическими). Вместе с тем разным типам
вырубок присущи свои лесорастительные условия. Особенно резкие различия в лесорастительных условиях наблюдаются между
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
дренированными и избыточно увлажненными вырубками, которые также подлежат лесокультурному освоению.
Остановимся на особенностях лесорастительных условий
основных типов дренированных, избыточно увлажненных вырубок и осушенных болот.
Как правило, дренированные вырубки образуются на месте
лишайниковых, брусничных и черничных свежих типов леса и
представлены довольно широким экологическим рядом. Приведем
характеристику типов этих вырубок.
Лишайниковые вырубки в основном образуются на месте сосняков лишайниковых. Для них характерно, что после рубки древостоя резких изменений в составе живого напочвенного покрова
не происходит.
Внешний облик лишайниковой вырубки сильно изменяется в
зависимости от давности пожара. Там, где пожара не было, живой
напочвенный покров образован кустистыми лишайниками: Cladonia alpestris (L), Cl. silvanika (L), Cl. rangiferina (L). Среди лишайникового покрова пятнами вкраплены кустарнички: брусника,
толокнянка, вереск. Около пней часто встречается вороника.
На вырубках, где пожар прошел за 10-20 лет до рубки, состав
лишайника иной. Здесь преобладают уже трубчатые лишайники.
Эти вырубки распространены по всей таежной зоне, но наиболее широко – на крайнем севере тайги. Часто они вытянуты
вдоль рек по надпойменным террасам. Почвы – песчаные подзолы или железистые подзолы от маломощных на крайнем севере
до мощных в средней и южной подзоне. Характеризуются маломощной подстилкой. Особенностью почв лишайниковых вырубок
является дефицит влаги, а также недостаточное количество элементов питания. Сильной сухости и бедности почвы способствует
и лишайниковый покров, вбирающий в себя большое количество
дождевой влаги. Почвы лишайниковых вырубок имеют низкую
насыщенность основаниями, высокую кислотность, недостаток
гумуса, азота, фосфора и калия. Температурный режим лишайниковых вырубок характеризуется по сравнению с сосняком лишайниковым повышенными на 6–8 °С температурами почвы на
глубине 5 см, достигающими 24–26 °С. Непосредственно под покровом лишайников температура достигает 30 °С. Предваритель-
ное возобновление леса на лишайниковых вырубках представлено
обычно сосной, а успешность его зависит от мощности лишайникового покрова под пологом леса. При сплошном покрытии
лишайниками высотой 10–12 см и более возобновление сосны
затруднительно.
Количество последующего возобновления сосны также колеблется в зависимости от мощности лишайникового покрова и географического положения. В северной и средней подзонах при
малой мощности лишайникового покрова последующее возобновление протекает успешно [Мелехов, Корконосова, Чертовской; и
др.]. При отсутствии источников семян на лишайниковых вырубках, пройденных не сплошным палом после рубки, даже в условиях Севера последующее лесовозобновление может растягиваться
на десятки лет.
Характерная особенность вейниковых вырубок – задерненность, создаваемая вейником лесным Сalamogrostis arundinаcеa,
вейником наземным С. еpigeios (L), вейником Лангодорфа С.
langsdorffi (Link), вейником низко колосковым C. Oftusata. Расположены вейниковые вырубки на повышенных элементах рельефа.
Формируются на месте зеленомошных типов леса (ельники и сосняки черничные свежие, брусничные, чернично-кислые). Почвы
легкие в разной степени оподзоленные. Дренаж удовлетворительный. Лесорастительные условия, складываются в процессе формирования вейниковых вырубок, в целом отрицательно влияют на
ход естественного возобновления. В первый год после рубки леса
основным отрицательным фактором является усыхающая лесная
подстилка. Начиная со второго года, решающую роль играет
вейниковый покров, создающий дернину, препятствующую появлению всходов древесных пород [Мелехов, Корконосова, Чертовской].
Вейниковый покров существенно изменяет микроклиматические условия, ухудшая температурный режим приземного слоя
воздуха, способствует увеличению критически высоких температур во время вегетационного периода. Особенно отрицательно
действуют на развитие последующего возобновления поздневесенние заморозки с понижением температуры до -10 °С.
Луговиковые вырубки широко распространены по всей северной тайге и в северных районах средней тайги. Этот тип вырубок
формируется на месте ельников и сосняков черничных свежих, а
82
83
4.1.1. Дренированные вырубки
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
также брусничных. Почвы луговиковых вырубок – средне- и маломощные подзолы, сильноподзолистые, преимущественно легкого
механического состава. Иногда в нижней части почвенного профиля происходит слабое оглеение. Реакция почвы – кислая. Слой
грубогумусной подстилки составляет обычно не более 5–6 см.
Разрастание луговика сильно ухудшает лесорастительные условия вырубок. Под дерниной уплотняется подстилка, ухудшается
воздушный и пищевой режимы. Наблюдается изменение группового состава гумуса подстилки по сравнению с лесом, развитие
дернового процесса при одновременном усилении подзолообразовательного процесса, слабое развитие нитрофицирующих, целлюлозоразрушающих и денитрифицирующих бактерий. Луговик
оказывает заметное влияние на микроклиматические условия,
проявляющиеся в резких колебаниях температуры приземного
слоя воздуха. Задернение луговиком отрицательно влияет как на
предварительное, так и на последующее возобновление леса.
В условиях северной и средней тайги почвенный покров луговиковых вырубок в основном представлен подзолистыми почвами
обычно песчаного, супесчаного или легкосуглинистого состава.
В профиле почвы обычно выделяются горизонты: А0 – лесная
подстилка, А2 – подзолистый супесчаный; В – переходный легкосуглинистый; ВС – средний суглинок переходный к материнской породе, С – средний или тяжелый суглинок. Двухчленное
строение профиля во многом способствует периодическому возникновению почвенных верховодок. Водно-физические свойства
верхних горизонтов этих почв чаще бывают благоприятные.
Объемный вес в горизонте А2 и В1 колеблется от 1,2 до 1,6 г/cм3,
пористость составляет 31–52% (табл. 4.2). В связи с увеличением
объемной массы в нижних горизонтах до 1,8 г/см3 пористость,
аэрация и водопроницаемость низкие. По химическим свойствам
(табл. 4.3) резко выделяется подстилка (А0). Здесь наибольшее содержание органического вещества и азота, сильнокислая реакция,
высокое содержание подвижных форм фосфора и калия. Верхние
минеральные горизонты бедны гумусом, азотом, подвижными
формами фосфора и калия. Таким образом, почвы этих вырубок
отличаются бедностью органического вещества и элементов минерального питания. Ввиду маломощности подстилки преобладающая доля этих небольших запасов относится к минеральной
части почвы.
84
Таблица 4.2
Водно-физические свойства почв на суходольных вырубках
Горизонт
Глубина
взятия
образца,
см
Объемная
масса,
г/см3
Удельная
масса,
г/см3
Общая
пористость, %
Гигроскопическая
влага, %
Полная
влагоемкость, %
Вырубка из-под сосняка брусничного (разрез 7)
А0
0–3
–
–
–
2,44
–
А2
6–17
1,29
2,59
50,2
0,20
30,8
А 2В
21–31
1,42
2,60
45,4
0,79
32,0
В1
50–60
1,58
2,64
40,2
0,28
25,4
В2
80–90
1,62
2,69
39,8
0,71
24,6
С1
110–120
1,60
2,66
39,8
0,14
24,9
С2
135–145
–
2,66
–
0,16
–
Вырубка из-под сосняка брусничного (разрез 4)
А0
0–3
0,14
–
92,0
–
658,0
А2
4–10
1,26
–
42,0
–
28,0
ВFe
12–20
1,40
–
52,0
–
41,0
ВFe
35–40
1,49
–
43,0
–
39,0
В1
50–70
1,51
–
42,0
–
38,0
С
120–140
1,58
–
47,0
–
33,0
Вырубка из-под ельника черничного (разрез 8)
А0
0–6
–
–
–
5,33
–
А1
3–12
1,56
2,48
33,5
1,18
20,3
А1А2
12–21
1,60
2,64
40,9
0,69
26,2
А 2В
18–30
1,63
3,67
31,5
0,85
17,2
В1
50–60
1,67
2,68
37,7
1,26
22,6
В2
81–91
1,63
2,70
39,6
1,17
24,3
ВС
111–121
1,60
2,67
40,1
0,86
25,1
С
137–142
–
2,64
–
0,89
–
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4.3
Химические свойства почв на суходольных вырубках
Горизонт
Глубина Потеря
взятия при прообразца, каливасм
нии
pH
солевой
суспензии
Подвижные формы,
Азот
мг, на 100 г почвы Гумус,
общий,
%
%
P2O5
K 2O
Вырубка из-под сосняка брусничного (разрез 7)
А0
0–3
23,4
4,14
8,0
36,0
17,3
0,400
А2
6–17
–
3,68
1,3
2,2
0,62
0,019
А2 В
21–31
–
4,86
10,7
2,2
0,58
0,021
В1
50–60
–
4,45
33,0
1,5
0,16
0,014
В2
80–90
–
4,01
25,5
4,0
0,30
0,021
С1
110–120
–
4,64
16,2
1,0
0,02
0,004
С2
135–145
–
4,62
23,2
1,3
0,03
0,004
Вырубка из-под сосняка брусничного (разрез 4)
А0
0–3
3,2
3,2
15,9
71,9
–
42,0
А2
4–10
–
3,5
0,6
2,4
–
0,73
ВFe
12–20
–
4,9
19,4
4,8
–
0,67
ВFe
35–40
–
4,6
4,0
4,0
–
0,28
В1
50–70
–
4,9
–
–
–
–
С
120–140
–
5,1
–
–
–
–
Вырубка из-под ельника черничного (разрез 8)
А0
0–6
70,3
4,02
25,0
138,0
–
1,389
А1
3–12
–
3,70
2,9
6,3
2,56
0,100
А1А2
12–21
–
3,80
10,2
9,8
1,21
0,058
А2 В
18–30
–
3,96
25,3
9,5
0,72
0,039
В1
50–60
–
5,0
60,0
13,4
0,57
0,026
В2
81–91
–
5,36
78,5
8,0
0,50
0,019
ВС
111–121
–
5,61
108,0
9,3
0,44
0,118
С
137–142
–
5,70
108,5
13,4
0,39
0,140
86
4.1.2. Избыточно увлажненные вырубки
Избыточно увлажненные площади, подлежащие, лесокультурному освоению, представлены на Европейском Севере России
довольно широким экологическим рядом вырубок заболоченных
лесов и открытых лесных болот, различных по типу водного питания, характеру древесной и напочвенной растительности и почвенному покрову (табл. 4.4).
Таблица 4.4
Избыточно увлажненные земли в лесокультурном фонде
Европейского Севера России
Вырубки и болота
Почвы
Вырубки из-под сосняков и Болотно-подзолистые:
ельников черничных влаж- а) торфяно-подзолистые,
ных и долгомошных
б) торфяно-подзолистые
глеевые
Вырубки из-под сосняков и ельников травяноболотных и травяносфагновых. Болота
низинные (евтрофные)
Перегнойно-глеевые.
Болотные низинные:
а) торфянисто-глеевые,
б) торфяно-глеевые,
в) на мелких торфах,
г) на средних торфах,
д) на глубоких торфах
Вырубки из-под ельников Болотные верховые:
осоко-сфагновых. Болота а) торфянисто-глеевые
переходные (мезотрофные) маломощные,
б) торфяно-глеевые,
в-д) переходные остаточнонизинные засвагненные на
мелких, средних и глубоких торфах
Вырубки из-под сосняков
сфагновых, кустарничковосфагновых
и
пушицесфагновых. Болота верховые (олиготрофные)
Болотные верховые:
а) торфяно-глеевые,
б-г) торфяные на мелких,
средних и глубоких торфах
87
Мощность
органогенного
слоя, см
до 20
20–30
до 50
20–30
30–50
50–100
100–200
более 200
до 20
30–50
–
30–50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Распространенность заболоченных лесов и болот в этом регионе объясняется совокупным влиянием геоморфологических,
климатических, гидрологических условий, растительности и – в
заметной степени – хозяйственной деятельности человека (в связи
с рубками леса).
По геоморфологическим условиям увлажненные земли на Севере приурочены к понижениям равнинного рельефа на водоразделах и к внутренним водоемам. Они наиболее часто встречаются
в условиях ландшафтов: а) основной морены на равнинах междуречий, где почвообразующие породы чаще являются двучленами (супеси и суглинки, подстилаемые тяжелыми суглинками и
глинами); б) конечных морен с озерами и примыкающим к ним
низинами; в) примыкающих к рекам надпойменных террас; г) низин в поймах рек; д) низин вблизи дельты рек на аллювиальных
отложениях и на побережье моря на мореных песках и илах.
Для ледниковых и флювиогляциальных отложений, являющихся почвообразующими и торфяно-подстилающими породами,
весьма характерно двучленное строение, при котором сверху располагается маломощный (от 0,3 до 0,6 м) слой более легкого механического состава – легкий суглинок, супесь, мелкозернистый
песок, а нижележащий суглинок играет роль близкого к дневной
поверхности водоупора.
Особенностями рельефа и почвообразующих пород объясняются существенные различия в гидрологии заболоченных площадей при поверхностном и грунтовом их увлажнении. В первом
случае, характерном для начальной стадии заболачивания, имеются два водоносных горизонта. Верхний – на глубине от 0,2 до
0,6 м, где образуется верховодка в слое легкого суглинка, супеси
или мелкозернистого песка над водоупорным средним и тяжелым
суглинком. Режим верховодки зависит от атмосферных осадков,
он непостоянен. Верховодка обычно не сообщается с грунтовыми
водами, которые связаны со вторым водоносным слоем из супеси
и гальки на глубине от 2 до 10 м.
В условиях же низинных (евтрофных) торфяников грунтовые
воды находятся вблизи от поверхности почвы, и водоупором обычно является торфоподстилающая порода. Это болота грунтового и
аллювиально-грунтового питания минерализованными водами.
Для переходных (мезотрофных) болот характерен смешанный
атмосферно-грунтовый тип водного и минерального питания.
В зависимости от стадии развития болотного процесса переходные болота могут быть близки к верховым (олиготрофным), для
которых характерен тип атмосферного питания.
Растительность заболоченных вырубок и лесных болот во
многом определяет их экологическую характеристику. В обширном экологическом ряду от временного переувлажнения
вырубок до открытых болот отмечается возрастание эдифицирующей роли болотных растений. Растения-торфообразователи
имеют средообразующее значение для формирования болотного
биогеоценоза.
Долгомошные вырубки образуются на месте долгомошных типов леса, а также влажных черничников. Природа их своеобразна. Формируются эти вырубки в условиях болотно-подзолистых
и торфяно-глеевых почв. Для них характерно прогрессирующее
разрастание кукушкина льна (эдификатор вырубок данного типа
и сопровождающих его сфагновых мхов), а также уменьшение
площади зеленых мхов. Сопутствующие растения – осот, лесные
кустарнички, луговик извилистый; марьянник, хвощи – не играют
при этом существенной роли.
Разрастающийся сплошной моховой покров сдерживает возобновление леса и ведет к дальнейшему заболачиванию, также приводит к увеличению мощности и запаса влагоемкой торфянистой
подстилки и способствует разрастанию сфагновых мхов.
Лесорастительные свойства лесной подстилки на долгомошных
вырубках начальной стадии заболачивания значительно ухудшаются. Особенно сильно это проявляется в изменении водновоздушного режима. Торфянистая подстилка долгомошных вырубок имеет высокий запас влаги и неблагоприятный воздушный
режим.
Изменения, происходящие в подстилке, в свою очередь приводят к изменениям в нижележащем минеральном горизонте. Эти
изменения проявляются в малой степени на почвах начальной стадии формирования долгомошных вырубок и сильнее – на вполне
сформировавшихся долгомошных вырубках.
На начальной стадии заболачивания изменение физических
свойств подзолистого горизонта почв долгомошных вырубок
выражено слабо, но уже достаточно резко проявляются различия в водно-воздушном режиме подзолистых горизонтов
(табл. 4.5).
88
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4.5
Водно-воздушные свойства подзолистого горизонта почвы
Место взятия
образцов,
вырубка
Глубина
взятия, см
Скважность, %
Влажность
весовая,
%
Влажность
объемная,
%
Аэрация,
%
Долгомошная
10–18
53
26,6
32,8
20
Луговиковая
7–10
50
18,1
24,2
26
На долгомошной вырубке наблюдается значительное увеличение влажности подзолистого горизонта. В связи с этим происходит
уменьшение количества воздуха. На его долю здесь приходится
всего 38% пор, тогда как в подзоле луговиковой вырубки воздух
занимает 51% пор. Под кукушкиным льном влажность подзолистого горизонта в течение вегетационного периода всегда выше,
чем под зелеными мхами и черникой.
На долгомошных вырубках обычно встречаются куртины сфагнума, где условия роста растений еще хуже. В наиболее сухое время года уже с глубины 10–15 см наблюдается резко ухудшенный
воздушный режим, здесь воздухом занято около 20% почвенных
пор.
Таким образом, на долгомошных вырубках по сравнению с лесом наблюдается ухудшение свойств почвы, особенно ее водновоздушного режима. Наиболее сильно это проявляется в куртинах
сфагнума.
Температурный режим долгомошных вырубок имеет свои
особенности. Среднегодовая температура приповерхностного
слоя воздуха ниже, чем на луговиковой незаболоченной вырубке.
Разница равна 1 °С, иногда больше. Высокая влажность почвы,
а также густой моховой покров обуславливают более медленное
прогревание почвы весной.
На заболоченных вырубках увеличивается количество радиационных заморозков.
Кислородный режим на поверхности торфянистого горизонта
или среди стеблей кукушкина льна благоприятен для прорастания семян, но при углублении в слой торфа количество кислорода
уменьшается.
В сухое время года в воде мохового очеса кислорода содержится 0,1–0,2%, а в воде гумуса – 0,25–0,50% от количества, содер90
жащегося в проточной воде. В торфяных почвах кислород в воде
на глубине 20–30 см отсутствует в течение всего вегетационного
периода. Это затрудняет рост корневых систем и приводит к их
отмиранию.
Вследствие этих причин состояние подроста ели на свежих
долгомошных вырубках неудовлетворительное, большинство его
относится к категории сомнительного и ненадежного. В последующем возобновление елью встречается редко, преобладает береза и осина.
Таким образом, основные типы лесорастительных условий на
вырубках можно объединить в 6 групп, которые представлены
широким экологическим рядом исходных типов леса и соответствующих им почв (табл. 4.6).
Таблица 4.6
Группировка лесорастительных условий на вырубках
Европейского Севера в целях лесовосстановления
№
группы
I
IIа
IIб
IIIа
Тип леса до
рубки
Тип вырубки
Л и ша й н и ко вые, вересковые
Брусничники
и черничники
свежие
Почвы
Лишайниковые, вере- Подзолы железистые,
сковые
песчаные на глубоких
песках
Свежие или слабоза- Подзолы песчаные и
дернелые. Луговико- супесчаные глубокие
вые, вейниковые, кип- или среднемощные на
рейно-паловые
двучленных насосах
(с глубиной залегания суглинка свыше
70 см)
Брусничники Задернелые луговико- Подзолы песчаные и
и черничники вые и вейниковые
супесчаные
свежие
Черничники
Свежие вырубки или Подзолистые суглисвежие
слабозадернелые луго- нистые, а также сувиковые, вейниковые, песчаные на тонкопокипрейно-паловые
крывных (30–50 см)
или маломощные
(50–70 см) на двучленных насосах
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 4.6
Разнообразие экологических условий на открытых болотах северной и средней подзон Европейской части России отражено в
общепринятой типологии и детализировано в соответствии с их
лесохозяйственной классификацией:
1. Низинные (евтрофные):
– травные;
– таволгово-травяные;
– вейниковые;
– осоковые.
2. Богатые переходные (евтрофно-мезотрофные):
– осоко-гипновые;
– осоково-вахто-сфагновые;
– осоково-сфагновые.
3. Бедные переходные (мезотрофные):
– осоково-кустарничково-сфагновые;
– осоко-хвощево-сфагновые;
– хвощево-сфагновые.
4. Верховые (мезотрофно-олиготрофные):
– пушицево-сфагновые;
– пушицево-кустарничково-сфагновые.
5. Верховые (олиготрофные): кустарничково-сфагновые.
6. Верховые (дистрофные): грядко-озерково-мочажинные.
Низинные болота северной тайги также характеризуются
разнообразием евтрофной и мезотрофной растительности, образующей ряд групп, среди которой распространены осоко-гипново-древесная, осоково-сфагновая, травяно-хвощево-гипновая,
древесно-вахтово-хвощевая, низинная, древесно-травяная, травяно-моховая, осоково-тростниковая и др. По мере возрастания
увлажненности уменьшается доля древесной растительности и
возрастает участие влаголюбивых трав и мхов.
Растительность переходных болот – однообразнее и беднее.
Преобладают древесно-травяные и древесно-моховые сообщества
(древесно-осоко-сфагновая, хвощево-сфагновая, кустарничковосфагновая и др.). Непритязательность и приспособленность к
слабоминерализованному атмосферно-грунтовому питанию, ограниченность видового состава растений обуславливают медленное протекание биологических процессов, слабую разложенность
остатков при торфообразовании, повышенную влагоемкость и
меньшую подвижность влаги.
Среди экологических факторов, сдерживающих лесовозобновление на открытых болотах, выделяется ведущая роль ослабленной аэрации почв ввиду неблагоприятных водно-физических
свойств торфа и избытка влаги.
Во многом экологическую обстановку на болотах определяет
растительность. Растения-торфообразователи, особенно верней
части залежи, имеют средообразующее значение для формирования фитоценозов. В ряду от низинных болот к верховым уменьша-
92
93
№
группы
IIIб
IVа
IVб
V
Тип леса до
рубки
Тип вырубки
Черничники
Задернелые луговикосвежие
вые и вейниковые
Кисличники и Кипрейные, крупнотравяные
травные
Кисличники и Крупнотравные
травяные
Черничники
влажные,
долгомошные
Долгомошные
VIа
Травяноболотные
Таволговые
VIб
Сфагновые
Сфанговые; кустарниково-сфагновые
Почвы
Подзолистые суглинистые
Дерново-слабоподзолистые, подзолистые
дерново-карбонатные
супесчаные или суглинистые
Дерново -глеевые,
торфяно-перегнойноглеевые суглинистые
Болотно-подзолистые
и торфянисто-глеевые
переходные супесчаные и суглинистые
на
тонкопокровных
двучленных насосах
(мощность торфа не
более 30 см)
Дерново -глеевые,
болотные, торфяноперегнойно-глеевые,
п е р е г н о й н о торфянисто-глеевые
низинные
То рфя н о - б оло т н ые
верховые
4.1.3. Краткая характеристика болот
Европейского Севера
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ется доля евтрофной и мезотрофной растительности и возрастает
участие влаголюбивых трав и мхов, не требовательных к условиям минерального питания. В этом же направлении уменьшается компонентный состав торфообразователей, обедняется биохимический состав торфа, уменьшается содержание доступных
форм питательных элементов, замедляются процессы окисления
и минерализации, в связи с чем снижается эффективность мелиоративных воздействий.
Напочвенная растительность, особенно травянистая, выступает также как фактор-конкурент с древесными растениями, причем
наиболее обостренные отношения между растениями наблюдаются на болотах с большой трофностью.
Сдерживающими факторами лесовозобновления являются также недостаточный температурный режим и кислая реакция почвенной среды; отрицательное действие этих факторов возрастает
по мере снижения трофности болота. И, наконец, фактором возобновления на болотах является сама трофность – обеспеченность
растений элементами питания. В рассмотренном ряду болот особенно неблагоприятной является минимальная представленность
элементов питания на верховых болотах.
Разнообразие экологических условий на болотах предполагает дифференцированный подход к их освоению. Исходя из природных особенностей, представленности и сочетания факторов
на конкретных объектах, мелиоративные и лесокультурные мероприятия должны направляться на устранение причин, препятствующих лесовосстановлению.
Первоочередному лесокультурному освоению на Севере подлежат низинные и переходные болота, изучению которых уделялось наибольшее внимание. Освоение верховых болот остается
проблематичным и в ближайшее десятилетие будет весьма ограниченным ввиду трудоемкости и неэкономичности.
Характеристика основных типов и видов болот применительно к северной и среднетаежной подзонам нуждается в некоторых корректировках. От аналогичных болот более южных районов лесной зоны болота здесь отличаются замедленным темпом
биологических процессов и более низкими лесорастительными
свойствами. Низинные болота по составу растительности и качеству торфа скорее напоминают переходные болота южной тайги,
почвы имеют меньшую насыщенность основаниями, меньшую
зольность, более кислую реакцию и т.п. Переходные торфяные
почвы северной тайги, в свою очередь, имеют большое сходство
с верховыми торфяными почвами юга лесной зоны. Указанные
обстоятельства следует учитывать как зонально-типологический
аспект при мелиоративном и лесокультурном освоении болотных
почв на Севере.
94
95
4.1.4. Особенности почвообразования
полугидроморфных и гидроморфных почв
Лесокультурный фонд таежных лесов Европейского Севера
более чем на половину представлен избыточно-увлажненными
вырубками. В связи с этим остановимся на особенностях почвообразования в этих условиях.
Незаконченность гумификации и минерализации органического вещества в почве приводит в анаэробных условиях к образованию и накоплению торфа. В этих условиях происходит также
оглеение – биохимическое восстановление окисных соединений
почвы в закисные. Торфообразование и оглеение – два наиболее
важных частных процесса, характерных для полуболотных и болотных почв.
На ранних стадиях развития болотный процесс может накладываться и идти совместно с подзолообразовательным процессом (в болотно-подзолистых почвах) или с дерновым процессом
(дерново-глеевые почвы). Наиболее же полное выражение болотный процесс находит в торфяно-болотных почвах – низинных и
верховых.
Болотно-подзолистые почвы формируются на одно и двучленных насосах различного механического состава и генезиса.
Они располагаются на равнинах с ослабленным естественным
дренажем. Избыточное накопление влаги способствует в этих
условиях начальному развитию болотного процесса, который накладывается на предшествовавший подзолообразовательный процесс.
Для почв характерно периодическое застаивание поверхностных вод (так называемые болотно-подзолистые почвы
поверхностно-глееватые или глеевые) или, реже, относительно
высокий уровень стояния мягких грунтовых вод (почвы грунтовоглееватые или глеевые). В зависимости от геоморфологических
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4.7
и гидрологических условий, длительности и интенсивности болотного процесса болотно-подзолистые почвы подразделяются на
торфянисто-подзолистые (мощность подстилки до 20 см, оглеена
только верхняя часть профиля) и торфяно-подзолистые глеевые
(мощность торфяной подстилки 20–30 см, профиль оглеен на всю
глубину).
Оригинальной особенностью болотно-подзолистых почв региона является необычная расчлененность их профиля по морфологии и физико-химическим свойствам. Это, прежде всего, связано
с образованием двух генетических разнородных частей верхней
органогенной торфяной и нижней – минеральной. В свою очередь
неоднородны и эти субстанции: в торфянистой подстилке обычно
четко различимы упругая слаборазложившаяся часть (А0, А0Т),
более плотная торфяная (Т1) и иногда торфянисто-перегнойная
(А1Т2). В нижележащей минеральной части профиля также различимы подзолистый, иллювиальный и глееватый или глеевый
горизонты; еще большая расчлененность наблюдается при двучленном строении почвообразующей породы.
Отличительные особенности, связанные со спецификой этих
почв, дополняются их физико-химической характеристикой. По
водно-физическим свойствам торфянистые горизонты отличаются
низкой объемной массой (0,68–0,25 г/см3), большой пористостью
(общая пористость 85–95%) и влагоемкостью. Минеральные же
горизонты являются плотными (объемная масса 1,10–1,70 г/см3),
менее пористыми (общая пористость 35–50%) и, следовательно,
менее влагоемки (табл. 4.7).
Химические свойства болотно-подзолистых почв отражают
развитие в них двух процессов – болотного и подзолообразовательного. Торфянистые горизонты сверху являются слаборазложившимися (горизонт А0Т, очес). Ниже (в горизонте Т1) степень разложения большая, зольность значительная – 10–25%,
содержание азота обычно невысоко и отношение С:N является
очень широким (40–60). Реакция рН торфа сильнокислая, торф
слабо насыщен основаниями. Обменная кислотность во многом
обусловлена количеством подвижного алюминия. Подвижные
формы фосфора и калия в больших количествах сосредотачиваются в верхнем «очесном» слое, что является результатом биологического накопления в живых и свежеотмирающих тканях
растений.
В отличие от аналогичных почв южных районов лесной зоны
болотно-подзолистые почвы северной тайги несут на себе заметный отпечаток более суровых гидротермических условий. Это
проявляется в большей длительности периодов переувлажнения,
слабом прогревании подстилки и, вследствие этого, пониженной
биологической активности, замедленном разложении торфянистой подстилки, преобладании в ней слаборазложившейся части
над хорошо разложившейся.
Низинные болотные почвы формируются в понижениях рельефа, на водоразделах, террасах и поймах при подпитывании
поверхности почвы минерализованными грунтовыми водами и
при участии требовательной к таким условиям влаголюбивой растительности. По направленности процессов эти почвы сходны с
дерновым и перегнойным типами, т.к. аккумуляция в них носит
абсолютный характер и профиль заметно обогащен большинством зольных элементов. Процесс торфообразования здесь в зна-
96
97
Водно-физические свойства почв на избыточно-увлажненных
вырубках (болотно-подзолистые почвы)
Почва
Горизонт
Глубина,
см
Объемная
масса
г/см 3
Общая
пористость, %
Полная
влагоемкость, %
Торфянистопод з ол ис т а я
на маломощной супеси
А0Т
Т
А2 В
Вд
ВС
А0
А0Т
А2
В1
В2Д
ВС
А0
А0Т
А1
В1
ВД
С
0–10
12–16
18–22
26–35
75–85
0–5
5-–10
12–18
18–28
28–40
40–70
0–5
5–12
15–25
25–45
45–65
65–120
0,08
0,15
1,07
1,17
1,63
0,07
0,27
1,11
1,54
1,86
1,63
0,11
0,28
1,08
1,77
1,81
1,73
93,0
89,0
55,0
54,0
39,0
96,0
84,0
59,0
43,0
31,0
39,0
93,0
83,0
52,0
35,0
33,0
36,0
1160
594
51
46
24
1370
310
53
28
17
24
845
296
48
20
18
21
Торфянистоподзолистая
Торфянистоперегнойноглеевая
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
чительной степени замаскирован приносом минеральных веществ
в толщу торфа с грунтовыми водами. В силу этого питательные
элементы сравнительно равномерно распределены в толще почв.
Богатый ботанический состав растений-торфообразователей обуславливает большее разнообразие химического состава торфа и
способствует быстрому течению его гумификации и минерализации, обеспечивая лучшую биохимическую окисляемость таких
остатков, поэтому, как правило, низинные торфы имеют более
высокую степень разложения и меньшую влагоемкость, что обуславливает лучшую подвижность почвенной влаги.
От низинных переходные болотные почвы отличаются более
мезотрофным, а на поздних стадиях олиготрофным составом торфообразователей, смешанным грунтово-атмосферным составом
увлажнения, замедленным темпом биохимических превращений
(табл. 4.8). Почвообразовательный процесс затрагивает в основном верхнюю часть торфяной толщи, а аккумулятивные процессы
происходят за счет биологического перераспределения элементов
из нижележащей толщи к напочвенному покрову и верхним горизонтам без существенного привнесения минеральных веществ
извне. Ввиду меньшего ботанического разнообразия и малозольности торфообразователей для переходных почв характерен обедненный химический состав торфа, замедленность процессов гумификации и минерализации.
Таблица 4.8
Химические свойства почв на избыточно-увлажненных
вырубках
Горизонт
Глубина
взятия
образца,
см
Потери
при
прокаливании, %
РН
солевой
суспензии
Подвижные
формы, мг,
на 100 г почвы
Р2О5
К 2О
Гумус,
%
Азот
общий,
%
Разрез 1-а. Почва торфянисто-подзолистая на мощной супеси
А0
0–4
84,4
3,7
99,4
168,0
–
1,08
А0Т
5–10
96,6
3,0
19,8
87,5
–
1,10
Т
12–16
84,0
3,2
24,1
52,5
–
1,27
А2 В
18–22
4,2
3,6
0,7
3,2
3,2
0,09
Вh
26–35
5,4
3,8
8,5
2,2
4,0
0,11
ВС
75–85
3,1
3,6
–
–
0,6
0,03
С
100–120
2,6
3,9
–
–
–
–
98
Окончание табл. 4.8
Горизонт
Разрез
А0
А0Т
Т
А2 q
В1
В2q
ВС
С
А0
Т
А1q
В1
Вq
С
Глубина
взятия
образца,
см
Потери
при
прокаливании, %
РН
солевой
суспензии
Подвижные
формы, мг,
на 100 г почвы
Р2О5
К 2О
Гумус,
%
Азот
общий,
%
1. Почва торфянисто-подзолистая глеевая на мягком суглинке
0–5
90,2
3,3
28,7
127,0
–
0,98
6–8
89,1
3,3
23,6
87,4
–
1,09
10–12
58,6
3,5
47,6
95,8
–
0,96
13–18
2,9
3,7
1,2
6,3
1,34
0,04
20–26
2,2
3,9
29,5
6,6
0,91
0,05
30–38
1,8
3,9
3,9
5,5
0,44
0,07
50–60
1,9
6,9
–
–
–
–
80–100
4,3
7,1
–
–
–
–
Разрез 2. Почва торфянисто-перегнойно-глеевая
0–5
84,3
4,1
35,6
219,0
–
1,25
7–12
57,1
4,4
16,5
63,8
–
1,09
14–23
10,4
4,2
10,7
8,7
6,66 0,25
30–40
1,5
4,2
20,5
2,9
1,02
0,04
50–60
1,3
4,5
–
–
–
–
80–100
1,3
5,3
–
–
–
–
Повышенная влагоемкость слаборазложившегося торфа обуславливает меньшую подвижность почвенной влаги и, следовательно, худшие фильтрационные свойства.
Болотные низинные почвы в неосушенном состоянии отличаются относительной однородностью физико-химических свойств
по всему профилю. В свою очередь свойства этих почв в большей
мере связаны с ботаническими составом растений – торфообразователей. На исследованных нами участках болотные низинные
почвы, как правило, сформировались на маломощных вахтовотростниковых и древесных торфах. По составу торфообразователей распространены осоко-сфагново-гипновые, осоко-вейниковыесфагновые задерненные и вейниково-сфагново-гипновые разности
почв.
Водно-физические свойства низинных торфяных почв характеризуются низкой объемной массой (0,07–0,12 г/см²), высокой
пористостью 91–95% и влагоемкостью 800–1300%. В верхних
горизонтах А0Т (обычно сфагновый или гипновой моховой очес,
иногда сильно задерненный осокой или вейником).
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По химическим свойствам болотные низинные почвы, как правило, низкозольные (4–8%), со среднекислой реакцией рН, значительным содержанием азота (до 2%). Они не насыщены основаниями (40–60%), бедны доступными формами фосфора. Верхний
горизонт – обычно задернованный моховой очес – выделяется
большей зольностью (до 12%) и высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия, что является результатом биологического накопления их в живых и отмирающих тканях подземных
растительных органов.
Наиболее выражены эти свойства в торфяных перегнойных
почвах на маломощных торфах (как правило на таволговых вырубках ельников приручейнных). Значительное привнесение эллювиального материала обуславливает здесь высокую зольность
(15–20% и более), слабокислую реакцию, насыщенность основаниями до 70% и высокое содержание подвижных форм фосфора и
калия в верхнем горизонте. Болотные переходные почвы отличаются от низинных значительно большим по мощности (20–30 см)
неразложившимся моховым очесом. Нижележащие горизонты
имеют слабую и среднюю разложенность, близкую по составу и
сложению соответствующим горизонтам низинных почв. Основными почвообразователями здесь являются сфагновые, а также
политриховые мхи и сопутствующие болотные кустарники.
Переходность от низинных почв к верховым подтверждается и анализом физико-химических свойств. От низинных почв
верхние горизонты (сфагновый очес) болотных переходных почв
отличаются меньшим объемным весом, высокой пористостью и
большой влагоемкостью. Переходные осоко-сфагновые почвы на
среднемощном торфе на опытных участках имели разложенность
сфагнового очеса менее 5%, ниже, на глубине 20–40 см, осокогипново-сфагновый торф в губчато-войлочной структуре был
также слаборазложившимся (10–15%). Еще ниже располагавшийся
древесно-осоковый и древесно-осоково-тростниковый торф с разложенностью около 30% через слой иловатой супеси переходит в
подстилающую породу – песок. Почвы характеризуются низкой
зольностью, ненасыщенностью основаниями, сильной кислотностью, обедненностью азотом и подвижными формами фосфора
и калия.
Болотные почвы значительно меньше подвержены влиянию
зональных факторов почвообразования по сравнению с автоморфными почвами, что связано, прежде всего, с инерционным
противодействием влаги торфяных почв температурному (т.е.
климатическому) фактору. В то же время для отдельных природных зон отмечаются и существенные различия в интенсивности
и характере болотного процесса. Низинные торфяные болота северной тайги Европейской части России по составу торфообразующей растительности (пушица, сфагновые мхи и др.) скорее
напоминают болота южной тайги, почвы имеют кислую реакцию
и низкую зольность. Переходные почвы северной тайги также отличны от анологичных по названию почв южной части зоны и
больше напоминают верховые болотные почвы.
100
101
4.2. Изменение физико-химических свойств почв
под влиянием механической обработки
В комплексе мероприятий по преобразованию лесорастительной среды важная роль принадлежит обработке почвы. Такие
крупнейшие специалисты лесокультурного дела в нашей стране,
как К.Ф. Трюмер, А.Е. и Ф.А. Теплоуховы, Г.Ф. Морозов, Н.С. Нестеров, А.П. Тольский, Д.В. Огиевский и другие, придавали надлежащей обработке почвы под лесные культуры основополагающее значение. По проблеме обработки почвы имеется обширная
литература [Шумакова, Кураева; Миронов, 1977; Суворов, 1970,
1988; Пигарев, Сенчуков, Беляев, 1979а; Маркова, Дерябина; и
др.].
Механическая обработка почвы включает различные сочетания следующих элементарных приемов: измельчение (крошение), перемешивание, взрыхление и перемешивание с одновременным усложнением микрорельефа. Воздействие этих
агротехнических приемов непосредственно изменяет объемное
соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз почвы, ее
плотность и связанные с ними другие характеристики воднофизических свойств, вовлекаемых в обработку генетических горизонтов: пористости, влагоемкости, капиллярности, тепловых
свойств и т.д. В соответствии с целенаправленным изменением
физических свойств почвы в результате ее обработки улучшаются водный, тепловой и пищевой режимы, активизируются
микробиологические и биохимические процессы, изменяются
условия для произрастания древесной растительности. Причем
существенность этих изменений обуславливается расчлененно-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
стью профиля на генетические горизонты и интенсивностью
воздействия, т.е. глубиной и характером обработки. В лесу,
особенно в таежной зоне, для почв характерна резко выраженная дифференциация генетических горизонтов по плотности.
Плотность подстилки А0 составляет всего лишь 0,1–0,3 г/см³,
перегнойно-аккумулятивного горизонта А1 0,7–1,1 г/см³, иллювиального горизонта В 1,4–1,5 г/см³. Считают, что предел недоступности воды для растений на тяжелых суглинистых почвах лежит в диапазоне их плотности 1,5–1,6 г/см³. В среднем
плотность корнеобитаемого слоя (0,30 см) минеральных почв
в древостоях высокой производительности равна 0,1–1,2 г/см³
[Шутов, Маслаков, Маркова, 1984].
В отличие от нивелирующего действия многократной сплошной обработки однократная полосная обработка приводит к возрастанию изменчивости морфологического сложения и физикохимических свойств почвы [Варфоломеев, 1974]. Изменения эти
столь существенны, а доля нарушенного полосной обработкой почвенного покрова от 20 до 60% площади столь значительна, что
дает основание рассматривать особые антропогенные варианты
почвенного покрова.
Испытываемые варианты обработки почвы принципиально
сводились к следующим четырем:
1) сдиранию напочвенного покрова и подстилки – образованию
минерализованных полос;
2) образованию плужных пластов – микроповышений разных
параметров;
3) измельчению и перемешиванию на разную глубину верхних
слоев – образованию фрезерованной полосы;
4) насыпке вдоль дренирующей борозды извлеченной из нее
почвы – измельченной и перемешанной – образованию фрезерованной насыпной гряды.
Измельчение почв на вырубках при лесокультурном освоении
связано с деформацией их в процессе механической обработки, а
затем в последующих эрозионных и восстановительных биохимических процессах под влиянием атмосферных факторов, растений
и микроорганизмов. Существенность деформаций напочвенного
покрова в процессе обработки довольно ощутима: при частичной
(полосной) обработке нарушается естественное сложение почвы
на 20–40% площади. Последствия же вызванных при этом из-
менений продолжаются 2-10 и более лет [Пигарев, Варфоломеев,
1971].
Как правило, все способы обработки приводят к возрастанию
пространственной изменчивости почвенных условий на осваиваемой площади [Пигарев, Варфоломеев, 1968]. Значительность
деформации тем ощутимее, чем больше дифференцирован по
свойствам генетический профиль почвы и чем интенсивнее было
механическое воздействие. Под воздействием обработки в первую
очередь изменяется плотность (объемная масса) и связанные с ней
другие водно-физические свойства (табл. 4.9). На соответствующих глубинах эти характеристики могут отличаться в несколько
раз от аналогичных показателей их в целинной почве.
На вырубках I и IIа групп типов вырубок (см. табл. 4.6) в песчаных подзолах диапазон изменения физико-химических свойств
является наименьшим по сравнению с изменениями их в других
почвах ввиду маломощности подстилки и преобладания в обрабатываемом слое однородного песчаного материала. Несколько возрастает пористость, усиливается водопроницаемость (табл. 4.9).
При полосной вспашке дно борозды представлено подзолистым
горизонтом в естественном сложении. По химическим свойствам
это наиболее обедненная часть почвенного профиля. В случае
фрезерования обработанный слой представлен измельченной и
перемешанной массой из подстилки и верхних минеральных горизонтов, он характеризуется сравнительно меньшей объемной массой, несколько большей пористостью и лучшей водоудерживающей способностью, а также является обогащенным органическим
веществом и доступными формами питательных элементов.
На луговиковых и близких к ним вырубках с подзолистыми
почвами ввиду большей мощности подстилки и расчлененности
профиля диапазон изменений, вызванных обработкой, может
быть значительно больше. Незначительные отклонения в физикохимических свойствах и режимах этих почв создаются при нарезке пластов и борозд отвальными плугами. Вспашка дисковым
плугом перемешивает и взрыхляет подстилку и часть подзолистого горизонта. При этом обработанный слой обогащается органикой и содержащимися в подстилке питательными веществами.
Фрезерная обработка создает аналогичные условия сравнительно
однородного слоя с более выравненными показателями физикохимических свойств почвы на глубину обработки.
102
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
104
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На крупнотравных и близких к ним типах вырубок с торфянисто-перегнойно-глеевыми почвами изменений обработанной
почвы заметно меньше ввиду ослабленной дифференциации показателей физико-химических свойств у перегнойно-глеевого,
торфянистого и нижележащего оглеенного горизонта. Благодаря
перегнойному горизонту А, дифференциация физико-химических
свойств менее четкая и обработанный слой является внешне однородным по своим свойствам. Лишь при плужной вспашке выносимый на поверхность перевернутого пласта глееватый горизонт В
выделяется большей плотностью. Однако благодаря связанности
перегнойного горизонта здесь в пласте обеспечивается капиллярный подток влаги, и пересыхание его с поверхности наблюдается
реже, чем в пластах с погребенной в них моховой подстилкой.
Химические свойства торфянисто-перегнойной почвы после обработки, как правило, улучшаются благодаря усилению дренажа
и аэрации. Наиболее выравненной по показателям свойств почвы
является фрезерованная полоса. Общая пористость (54–79%) и
влагоемкость (13–158%) обеспечивают наилучшие сочетания водонепроницаемости и капиллярности.
На долгомошных вырубках с болотно-подзолистыми почвами
обработка приводит к сильным изменениям профиля и возрастанию изменчивости свойств почвы. Это объясняется прежде
всего расчлененностью вертикального профиля почв, наличием
в нем двух разнородных компонентов: слабо разложившегося мха
и торфа и минеральной почвы. Особенно возрастает варьирование свойств почвы в пластах плужной вспашки. Так, по объемной массе коэффициент варьирования в верхнем слое составляет
26–49%, объемной влажности достигает 70%. Даже во фрезерованой полосе спустя 9 лет после перемешивания измельченной
почвы пространственное варьирование в содержании органического вещества было в 2-3 раза больше, чем на соответствующих
глубинах необработанной почвы. Плужные пласты в условиях
болотно-подзолистых почв имеют обычно слоистое сложение и
представлены в верхней части перемешенными и в перевернутом виде почти не нарушенными генетическими горизонтами.
Физико-химические свойства почвы определяются свойствами
этих горизонтов. Мощность отдельных горизонтов и соотношение
между ними зависит от мощности горизонтов в их естественном
сложении и от глубины вспашки. Почва в маломощных пластах,
взятых с поверхности, имеет тонкий (5–6 см) минеральный слой
и является относительно более плодородным субстратом; однако
он часто и быстро пересыхает [Варфоломеев, 1974]. При более
глубокой вспашке (до 45 см и глубже) верхний минеральный слой
представлен плотным и низкопористым суглинком, который редко пересыхает, но на поверхности его при этом образуется твердая
корка.
Особенно неблагоприятные условия создаются при нарезке
пластов в тех местах, где торфянистая подстилка была удалена
при корчевке пней и расчистке технологических трасс. Для них
характерно плотное, мелкопористое сложение, повышенная влажность большую часть летнего сезона и низкое содержание питательных веществ.
Во фрезерованных полосах и фрезерованных грядах почва характеризуется усредненными характеристиками физико-химических
свойств по сравнению с аналогичными характеристиками почвы
исходных горизонтов. При этом фрезерованная полоса, включающая в основном органический материал, имеет более рыхлое
сложение, а грядки, как двухкомпонентные образования, более
плотные. Объемная масса и другие физико-химические характеристики во многом зависят от глубины обработки.
Многолетние исследования ЛенНИИЛХ [Маркова, 1989] показали, что для существенного улучшения физических свойств
подзолистых почв необходимо довести содержание гумуса в культивируемом слое до 2% и более. Названные близкими к оптимальным значения равновесной плотности достигаются при перемешивании богатых органическим веществом горизонтов почвы
с подзолистым и иллювиальным в соотношении 1:1–3:1. Для достижения этого ЛенНИИЛХом был сконструирован плуг ПШ-1,
который смещает верхний слой почвы с бермы борозды в микроповышение и позволяет сочетать создание мелкой борозды с подготовкой «гряды» требуемого сложения. Это сочетание необходимо на временно избыточно увлажненных почвах (долгомошные
вырубки, вырубки из-под черничников влажных).
Изучение изменений в строении верхней части почвенного
профиля под влиянием плужной обработки (плуг ПЛМ-1,3) путем сочетания микроповышений и изменения их высоты, а также
определение мощности почвенных горизонтов на межполосном
пространстве (72 и 36 определений соответственно) показали, что
106
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в результате обработки таких почв плугом ПЛМ-1,3 формируются
микроповышения высотой около 18 см, состоящие из минеральной почвы с примесью органики, и дренирующие борозды по обе
стороны от них. Минеральный слой почвы под микроповышениями (погребенные горизонты А и В) после вспашки, как правило,
остается практически нетронутым. В отличие от него у верхних
органических горизонтов (А0 и А0А1) нарушается их естественное
сложение, они перемешиваются и оказываются «защемленными»
между вышележащим насыпным минеральным слоем и нижележащим, не измененным вспашкой. Органическое вещество этих
горизонтов измельчается и перераспределяется в слое суглинка,
иногда весьма неравномерно. Морфологически прослойка органики выделяется слабо и не на всех сечениях. На менее дренированной части участка (культуры сосны) с торфянисто-подзолистой
почвой, имеющей сравнительно мощный торфянистый слой (12–
13 см), после вспашки формируется профиль с микроповышением, в основании которого лежит прослойка торфа, состоящая из
смеси торфа различной степени разложения Т1 и Т2. Обычно она
отчетливо заметна и имеет среднюю плотность 0,05 г/см.
Неоднородность почвенного покрова вырубки, как правило,
усиливается в результате механической обработки почвы.
С целью изучения пространственной пестроты некоторых химических свойств почвы на вырубке после плужной обработки, а
также плотности ее сложения на микроповышениях отобраны
почвенные образцы. Исследования проводили на определенных
закрепленных в натуре участках плужных микроповышений, которые после предварительного изучения морфологического строения почвы визуально определяются как типичные. На одной из
таких «полос» было сделано 25 определений плотности сложения
с отбором образцов почвы на влажность. Результаты определений
обработаны статистическим методом. Установлено, что плотность
сложения характеризуется средними показателями 1,17±0,02 г/см3
при коэффициенте вариации 12% и точности опыта 2,5%. Если
сравнить полученное нами значение плотности обработанной почвы с данными других авторов, то окажется, что при обработке
таких почв вырубок нашего региона плугом ПЛМ-1,3 значение
плотности находится в пределах оптимальных значений для роста
хвойных. Так, И.А. Марковой (1982) установлено, что оптимальная для ели и сосны плотность почвы супесчаного и легкосуг-
линистого механического состава находится в интервале 1,15–
1,28 г/см3. Для определения плотности сложения с точностью 10%,
достаточной при определении почвенных исследований, необходимо сделать 6 определений плотности сложения (при β = 0,95).
Кроме того, на микроповышениях отобрали 30 индивидуальных
и 5 смешанных образцов почвы для изучения вариабельности некоторых основных показателей химических свойств почвы, таких
как гумус по Тюрину, щелочногидролизуемый азот по Корнфилду, pH водной и солевой суспензии, определенные потенциометрическим методом, гидролитическая кислотность по Каппену, подвижный фосфор по Кирсанову и обменный калий, определенный
пламенно-фотометрическим методом. Средние значения и другие
показатели, полученные после проведения химических анализов и
статистической обработки данных, представлены в таблице 4.10.
Показано, что образцы почвы, отобранные из микроповышений,
формируемых плугом, характеризуются сильнокислой реакцией,
они сравнительно хорошо обеспечены гумусом и щелочногидролизуемым азотом, содержат очень мало подвижного фосфора и
обменного калия. Ряд показателей химических свойств характеризуется стабильными показателями (pH, гидролитическая кислотность). Другие имеют среднюю степень разброса данных (щелочногидролизуемый азот, обменный калий) и лишь некоторые
отличаются сравнительно большой изменчивостью (гумус, подвижный фосфор). Из приведенных данных видно, что средние
показатели химических свойств индивидуальных и смешанных
образцов практически не отличаются, различия не превышают
пределов аналитических ошибок, обычно полученных при проведении агрохимических анализов. Отсюда следует, что при отборе
образцов почвы с минерализованных полос и микроповышений
можно ограничится отбором смешанных образцов и тем самым
значительно снизить объем аналитических работ.
Таким образом, обработка существенно изменяет морфологический профиль обрабатываемых почв, их физико-химические
свойства. Эти изменения вторично сказываются на биологических
процессах и питательном режиме почвы.
Почвы северных лесов и вырубок характеризуются укороченностью профиля почвы, в котором распространена микрофлора, и
пониженной биологической активностью [Стенина; Шамин, Варфоломеев; и др.].
108
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4.10
Микробиологические исследования А.А. Шамина и Л.А. Варфоломеева (1979) на болотно-подзолистых почвах показали низкую биологическую активность торфянистого горизонта. Было
установлено, что кроме неблагоприятных гидротермических почвенных условий она обусловлена недостатком легкоразлагаемых
безазотистых органических веществ. Также выявлено, что в минеральных горизонтах таких почв микрофлора находится в малоактивном состоянии.
Темп минерализации органического вещества более активен в
почвах с улучшенным гидротермическим режимом в подзолах и
подзолистых почвах легкого механического состава и замедлен,
не перекрывает темпа накопления торфянистых растительных
остатков, – в болотно-подзолистых, торфяно-глеевых и торфяноболотных почвах длительного и постоянного избыточного увлажнения. Механическая обработка резко нарушает сложившуюся
микробную и биохимическую дифференциацию почвенного профиля. Нарушение естественного сложения почвы, связанное с
перемещением и перемешиванием верхних биогенных горизонтов с нижележащими, более инертными, приводят к большему
снижению биологической активности. Это показали полевые и
лабораторные исследования на болотно-подзолистых почвах, обработанных под лесные культуры [Шамин, Варфоломеев]. Заметное усиление процессов минерализации в обработанной почве
по сравнению с активностью их в исходной целинной наступает
лишь со временем. На восстановление обычной дифференциации
профиля почвы по биологической активности требуется срок не
менее 4-5 лет. Лабораторные определения эндогенной и респирационной активности показали, что при благоприятных условиях (комнатная температура, оптимальная влажность, регулярное
перемешивание) органическое вещество торфянисто-подзолистой
почвы в зависимости от исходного состояния и качественного состава в отдельных горизонтах может разложиться наполовину не
раньше, чем через 4-17 лет. Наиболее быстро – в органическом
горизонте А0Т, медленно – в минеральных горизонтах, в двухкомпонентных смесях из органических и минеральных горизонтов – за 8-9 лет.
Подобные результаты получены в ЛенНИИЛХ, где в целях
сопоставления темпа минерализации лесной подстилки А0 при
разных вариантах обработки почвы был выполнен лабораторный
эксперимент по инкубации полугумицированной подстилки из
ельника кислично-черничного, взятой в чистом виде и в смеси с
субстратом из подстилающих минеральных горизонтов почвы в
соотношении 1:10. Инкубация продолжалась 6 месяцев в условиях оптимальной влажности (60% полевой влагоемкости) и температуры (23–25 °С). Результаты опыта (табл. 4.11) доказали, что
процесс минерализации органического вещества подстилки идет
значительно интенсивнее, когда она смешена с минеральным субстратом [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984].
110
111
Результаты статистической обработки данных химических
анализов почвы из микроповышений
Статистические показатели
Показатель
Гумус
Единица
физической
величины
%
M*
3,6
3,4
G
1,2
C
34,0
m
0,2
Щелочногидроли126,3
мг/кг
27,0 21,4 5,0
зуемый
129,9
азот
PH солевой
3,8
ед. pH
0,1 2,7 0,02
суспензии
3,8
Гидролити12,7
ческая
мг/экв/100 г
1,7 13,5 0,3
12,6
кислотность
Подвижный
3,5
мг/100 г
1,2 34,0 0,2
фосфор
3,7
Обменный
6,9
мг/100 г
1,4 21,4 0,3
калий
6,6
P
Количество
индивидуальных образцов
почвы для
получения
результатов
с точностью
10%
15%
6,4
47
21
4,0
19
9
0,5
1
1
2,5
8
4
6,3
46
21
4,0
19
9
* В числителе – средняя величина для индивидуальных образцов; в
знаменателе – для смешанных.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4.11
Темп минерализации органического вещества подстилки
при ее инкубации в чистом виде, в смеси с песком и суглинком
в лабораторном опыте при контролируемых условиях влажности
и температуры
Вариант
опыта
СодерПродолжание
жительугленость
рода
наблюна 100 г
дений,
субстмесяцев
рата, г
Степень
минерализации
подстилки
по углероду, %
Содержание минерализованного
азота, г,
на 100 г
субстрата
Степень
минера- Отнолизации шение
подстил- углеки по
рода
азоту,
к азоту
%
Подстилка
в чистом
виде
0
23,40
–
1,40
–
16,7
6
17,10
27
1,35
3,6
12,7
Подстилка
с песком
0
6
0
3,51
1,07
3,51
–
69
–
0,21
0,11
0,21
–
47,6
–
16,7
9,7
16,7
6
1,47
58
0,13
38,1
11,3
на соответствующую глубину в неразделенном состоянии (бруском);
в) влажность почвы. Исследования показали, что диффузия
CО2 более интенсивно идет в варианте, имитирующем микроповышения из измельченной почвы над общей ее поверхностью;
г) температура почвы. Наиболее интенсивно диффузия СО2 на
двухкомпонентной органо-минеральной смеси происходила при
температуре около +20 °С.
В связи с вышеизложенным механическая обработка почвы
может рассматриваться как один из путей регулирования биологической активности и питательного режима осваиваемых под
лесные культуры почв.
4.3. Температурный и воздушный режимы почв
В естественных условиях минерализация идет гораздо медленнее. Специальный опыт показал, что период «половинной
минерализации» должен составить в полевых условиях не менее
28 лет. При этом допускалось, что разложение органики идет с
неизменной интенсивностью, тогда как темп разложения отдельных групп органического вещества сильно различается [Шамин,
Варфоломеев].
Исследования позволили выявить в общих чертах зависимость
биологической активности от условий обработанной почвы. Среди
них наибольшее значение имеют:
а) глубина находящегося органического материала в почве.
Наиболее активно минерализация происходит, когда измельченное органическое вещество находится в самом верхнем слое. Помещение его под слой минеральной почвы на глубину 5–10 см
снижает интенсивность диффузии СО2 в 2 раза, а на глубину
10–20 см – в 10–12 раз;
б) степень измельчения органического материала (торфа). Разложение измельченного торфа в почве за 4 года происходило
в 1,5–3,4 раза интенсивнее, чем такого же торфа, помещенного
С температурой приземного слоя воздуха неразрывно связан и
температурный режим почвы. Рубка древостоя уже сама по себе
является мощным фактором, изменяющим температурный режим
на вырубленных площадях по сравнению исходными насаждениями. Различия в структуре и составе древостоев и напочвенного
покрова отражаются и на прогревании почвы. Корнеобитаемый
слой почвы под ельниками по сравнению с сосняками и сосновоеловыми древостоями в среднем холоднее на 1,0–1,7 °С. Наиболее теплые почвы – почвы сосняка, холодные – почвы ельника, а
почвы под сосново-еловым древостоем занимают промежуточное
положение. Начало и активный рост корневых систем по температурным условиям возможен в сосново-еловом насаждении на
10–15 дней; а в ельнике на 20–25 дней позже, чем в сосняке [Галенко]. В равнинных условиях хвойные леса Севера в течение летних месяцев оказывают охлаждающее влияние на почву. Температура почвы является на Европейском Севере фактором, серьезно
влияющим на жизнедеятельность древесной растительности и в
какой-то мере снижающим продуктивность древостоев. В начале
вегетационного периода, когда происходит прогревание почвы,
наблюдаются наиболее сильные различия между типами леса.
Самые холодные почвы в это время – в травянисто-сфагновом
ельнике. Полог леса препятствует проникновению солнечных лучей. Так, по данным В.Г. Чертовского и З.А. Мироновой (1972)
112
113
Подстилка
с суглинком
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
во всех исследуемых типах леса в средней подзоне тайги почва
в конце мая не прогревалась до +6–7 °С, т.е. до тех температур,
когда начинается рост корней (табл. 4.12).
Минимальными для начала роста корней являются температуры +6–7 °C [Смирнов В.В.; Коротаев]. Ростовые процессы в растении и биологическая деятельность почвенных микроорганизмов
резко усиливаются при температурах выше +9–10 °С. Температура
почвы, при которой среднесуточный прирост корней достигает
своего максимума, составляет для саженцев сосны 16,5, ели европейской – 14,0 и лиственницы сибирской – 13,7 °С.
Вырубка леса вызывает существенные и полезные изменения
в температурном режиме почвы. Вместе с тем вырубка лесов в
таежной зоне Севера сопровождается повышением уровня грунтовых вод или верховодки из-за резкого сокращения расходов влаги
на десукцию. В ряде условий на вырубках усиливаются процессы
заболачивания, что повышает необходимость проведения мер по
регулированию водного режима. Эти изменения в режимах тепла
и влаги под влиянием вырубки леса можно рассматривать как
первый этап в изменении водно-тепловых свойств зональных почв
на вырубках. Второй этап состоит их механической обработки почвы. Уже простая вспашка почвы приводит к значительному улучшению ее теплообмена и повышению температуры по сравнению
с целиной на 2–5 °С [Шумаков, Кураев]. Вырубка, раскорчевка и
распашка лесных почв, например, в северо-западной части Приамурья, приводит к повышению температуры в корнеобитаемом
слое на 3–4% по сравнению с температурой почвы в лесах.
В условиях Севера температурный фактор представлен в минимуме. Его ограничивающее влияние на рост растений еще
более усугубляется неблагоприятными тепловыми свойствами
полугидроморфных и гидроморфных почв. При этом весьма существена роль соотношения твердой, жидкой и газообразной фаз,
обладающих различными тепловыми характеристиками, а также
представленность твердой фазы минеральными или торфяноорганогенными материалами и сочетанием этих субстанций. В
связи с этим для температурного режима очевидно значение морфогенетических особенностей почв.
В болотно-подзолистых почвах тепловые свойства минеральных горизонтов не имеют определяющего значения для температурного режима, поскольку от атмосферного воздействия они
изолированы значительным по мощности слоем торфянистой
подстилки, имеющей низкую теплопроводность. Кроме того, в
неосушенном состоянии переувлажнение почв повышает их теплоемкость, делает почвы более инерционными к температурным
воздействиям – они медленно прогреваются весной и летом, медленно охлаждаются осенью. Слабое прогревание почвы ограничивает проникновение корней вглубь, подавляет жизнедеятельность
микроорганизмов.
Механическая обработка, изменяя соотношение фаз, существенно сказывается на температурном режиме почв (табл. 4.13).
Все варианты обработанной торфянисто-подзолистой почвы отличаются от целины ранней и лучшей прогреваемостью на большую
глубину, а также более длительным периодом биологически эффективных температур. Такой благоприятный в лесорастительном
соотношении эффект особенно показателен на свежеобработанной почве и объясняется выносом на дневную поверхность минеральных горизонтов, имеющих лучшую теплопроводность по
114
115
Таблица 4.12
Температура почвы в разных типах леса
в период с 25 по 31 мая
Тип леса
Спелый ельник черничник (III класс
возраста, IV класс бонитета, Н-18 м,
полнота 0,6, сомкнутость 0,5)
Ельник черничник, молодняк (Н-3 м,
сомкнутость 0,8)
Ельник травяно-сфагновый (III класс
возраста, V класс бонитета, Н-16 м,
полнота 0,5, сомкнутость 0,5)
Березняк черничник (III класс возраста,
состав 10Б+0с, Н-9,8 м, II класс бонитета, сомкнутость 0,6)
Открытое место (вырубка ельника черничника свежего)
Глубина замеров
температур, см
Время
наблюдения, ч.
5
10
15
7
13
19
7
13
19
7
13
19
7
13
19
7
13
19
2,6
3,1
4,0
2,1
2,8
3,2
1,4
2,0
3,1
4,9
5,6
6,4
6,6
7,6
8,6
2,6
2,5
2,9
2,0
2,2
2,5
0,4
0,5
0,7
4,8
5,2
6,0
6,7
7,3
8,2
2,5 2,1
2,4 2,1
2,6 2,1
2,0 1,9
2,1 1,9
2,3 2,1
0,0 0,0
0,0 0,0
0,0 0,0
4,6 4,3
4,6 4,6
5,0 4,4
7,3 7,3
7,2 7,2
7,6 7,3
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сравнению с подстилкой и увеличением воздухообмена в почве
и условиями микрорельефа.
Наибольший температурный эффект достигается в плужных
пластах. При этом определяющее значение имеет мощность пла-
ста, массивность верхнего минерального слоя и глубина залегания
погребенной под ним торфяной подстилки. Так, в пластах на глубине 10 см почва прогревалась на 6–8 °С сильнее, чем на целине.
Сумма полуденных температур была на этой же глубине в 1,3–1,5
раза больше, чем на целинной почве и заметно превосходила температуры всех других вариантов обработанной почвы.
Менее подвержена колебаниям температура почвы, обработанной без образования микроповышений, – в пластах, перевернутых
в борозды и во фрезполосы, но и здесь летом почва прогревается
заметно лучше (на 2–3 °С выше, чем на целине). В насыпных
и фрезерованных грядках температурный режим занимает промежуточное положение между плужными пластами и фрезерованными полосами. Разница по сравнению с целиной составляет
2–4 °С. Сумма температур за летний период в 1,2–1,4 раза больше,
чем на целине. При вовлечении в обработку нижележащего слоя
почвы фрезполосы прогреваются на 3–5 °С сильнее, чем целина.
Торфяно-болотные почвы обладают большей инертностью к
температурным воздействием атмосферы. Оттаивание и прогревание их до биологически активных температур происходит на
10-20 дней позже по сравнению с болотно-подзолистыми почвами.
Тепловой эффект от обработки торфяной почвы по сравнению с
целинной меньше, чем болотно-подзолистой, но он остается заметным.
В начале вегетационного периода почва прогревается на 1015 дней раньше и разница в температурах на глубине 10 см составляет в первые после обработки годы 5–6 °С (табл. 4.14).
С удалением от осушителя температура пласта в слое 5–10 см
на торфянисто-подзолистой почве понижается, а в более глубоких
слоях, в пластах торфяно-болотной почвы и на целине повышается. Торфянисто-подзолистая почва до глубины 40 см прогревается
лучше, чем торфяно-болотная, а уже с глубины 60 см наблюдается
обратное явление (табл. 4.15).
Для выявления изменения температуры почвы с глубиной вычислены температурные градиенты, т.е. изменение температуры
от слоя к слою на единицу расстояния, принимаемую равной 5 см
для коленчатых и 20 см – для вытяжных термометров.
Величина температурных градиентов позволяет косвенно судить о теплопроводности почвы. Оказалось, что в июле (период
максимального прогревания) наибольшие градиенты в слое до
116
117
Таблица 4.13
Характеристика температурного режима почв на глубине 10 см
при разных способах обработки в летние сезоны
по минимальным значениям полученных показателей
Способ
обработки
почвы
Воздух
Число дней
с температурами
не ниже
10 °С
15 °С
20 °С
80–90
51–79
20–50
Разница температур,
°С, между
Сумма
полуденных температур
за июнь–
сентябрь
почвой и
воздухом
обработанной и
целинной
почвой
1450–1915
–
–
Болотно-подзолистая супесчаная почва
45-55
0
0
850–1700 -(6,9-9,7)
Целина
Плужный
50–95 17–67 6–21
пласт
Дно плуж51
13
0
ных борозд
Пласт, перевернутый
83–94 12–61 2–17
в борозду
Фрезерован83–94 9–30 2–15
ная полоса
Фрезерован78
58
18
ная грядка
Торфяно-болотная
Целина
23–84 0–43
0–5
Плужный
57–84 2–59 0–14
пласт
Дно плуж
23–83 3–47
0–4
ных борозд
Фрезерован66–85 12–52 0–7
ная полоса
–
1200–1800 -(1,4–2,2) +(4,0–7,5)
1090
-3,8
+1,6
1350–1500 -(2,0–6,0) +(2,5–3,8)
900–1450
-(2,0–6,0)
+1,0
1410
-2,5
+3,2
низинная почва
715–1060 -(5,4–7,2)
–
1050–1350 -(3,6–6,3) +(1,0–2,5)
1090–1150 -(5,4–6,2) 0,0-(+0,5)
1150–1260 -(4,9–7,2)
0,0-(+1,2)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20 см имели место в пласте торфянисто-подзолистой почвы, наименьшие – на целине (табл. 4.16). На пластах торфяно-болотной
почвы и на целине в верхних горизонтах градиенты убывают с
глубиной, в пласте из торфянисто-подзолистой почвы наибольший
градиент – в слое 10–15 см, уменьшающийся вверх и вниз. Более
низкие значения градиентов в сентябре свидетельствуют о начавшемся выхолаживании почвы, более интесивном в пластах из
торфянисто-подзолистой почвы, и о выравнивании температуры
по профилю. Несколько интенсивнее выхолаживание происходит
в верхних горизонтах, а на глубине 60–100 см температура остается практически постоянной. Для условий осушенного переходного болота ранее нами было установлено, что в корнеобитаемом
слое обработанной почвы стабильная среднесуточная температура 5–6 °С устанавливается на 5-10 дней раньше, чем на соответствующей глубине целинной почвы [Елизаров, Беляев, Макарьина]. Наблюдения за температурой почвы микроповышений плугов
ПЛМ-1,3, ПШ-1 и целинной почвы на глубине 5, 10, 20, 30 см
показали, что минерализованная разрыхленная почва прогревается значительно лучше целинной (табл. 4.16, 4.17, рис. 4.1, 4,2).
Только начиная со второй половины августа, в результате осеннего выхолаживания почвы температуры выравниваются (рис. 4.1,
4.2). Подобная закономерность отмечена на участках как свежих,
так и возобновившихся лиственными породами вырубок.
Исследования показали, что даже в теплые летние сезоны низинные осушенные почвы прогреваются медленно и на небольшую глубину, а биологически эффективные температуры (выше
10 °С) не устанавливаются ниже, чем на глубине 40 см. Несоответствие режимов температуры и влажности почвы особенно резко
проявляется в плужных пластах: хорошо прогретая, но сильно
проветриваемая и удаленная от грунтовых вод почва пластов уже
вскоре после начала вегетации начинает испытывать недостаток
доступной влаги. В сухие годы зона с нарушенным водообеспечением распространяется на глубину до 30–40 см, что представляет
реальную угрозу для принятия и роста культур.
Во фрезерованных полосах режим температур характеризуется
промежуточным положением по сравнению с пластами и дном
борозды и представляет наиболее удачное сочетание с режимом
влажности.
118
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
120
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
t, °С
20
3
2
1
10
Дата
наблюдений
Рис. 4.1. Температура почвы на глубине 10 см: 1 – необработанная
почва; 2 – микроповышения плуга ПШ-1; 3 – микроповышения
плуга ПЛМ-1,3
t, °С
20
3
2
1
10
Дата
наблюдений
Рис. 4.2. Температура почвы на глубине 10 см: 1 – необработанная
почва; 2 – микроповышения плуга ПЛМ-1; 3 – микроповышения
плуга ПШ-1,3
Верхняя толща почвы глубиной до 20–30 см уже в начале лета
прогревается до эффективных температур и вместе с тем даже в
сухие периоды обеспечена доступной неизбыточной влагой. Материалы наблюдений над ходом температур почвы в различных
122
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лесорастительных условиях вырубок, обработанных разными
способами, также свидетельствует о значительном улучшении
температурного режима под воздействием приемов механической
обработки (табл. 4.18). Во всех лесорастительных условиях обработанная почва лучше прогревается. Различия в интенсивности
прогревания обработанной и целинной почвы обуславливаются
прежде всего мощностью, физико-механическими и тепловыми
режимами лесных подстилок и торфянистых горизонтов. Прогревание обработанной почвы в большей степени зависит от способа обработки и параметров формируемых микроповышений и в
меньшей – от тепловых характеристик целинной почвы. Так, поверхностная минерализация почвы толкателем клиновидным
ТК-1,2 способствует повышению температуры поверхностного
слоя почвы в 1–2 раза по сравнению с необработанной. Интенсивная обработка почвы фрезированием на глубину 20 см, а также
создание микроповышений плугом ПЛМ-1,3 повышают температуру обработанного слоя в 1,2–1,6 раза. Наибольший эффект достигается при обработке почвы плугом ПШ-1, где температура
верхнего 20-сантимитрового слоя микроповышений увеличивает
температуру необработанной почвы на соответствующей глубине
в 1,3–1,7 раза. При этом микроповышения, сформированные плугом ПШ-1 из минеральных компонентов маломощного супесчаного подзола на вырубке ельника черничника свежего, прогреваются
и остывают интенсивнее, чем аналогичные микроповышения на
вырубке ельника долгомошника с торфянисто-подзолистой почвой, образованные из органических и минеральных компонентов
с включением в обработку значительных объемов подстилки и
неразложившегося торфа.
Различия в температурном режиме обработанной почвы, обусловленном разными параметрами обработки, также связаны с
постепенным вовлечением в обработку генетических горизонтов
почвы. При проходе плуга ПШ-1 в два приема в обработку включается значительно бóльшая часть нижележащего минерального
слоя почвы, обладающего лучшей теплопроводимостью, чем в
рыхлых верхних органических горизонтах. При этом также улучшаются водно-физические характеристики, влияющие на тепловой
режим. Дальнейшее увеличение размеров путем формирования
сдвоенных микроповышений в вариантах с двукратным проходом плуга ПШ-1 через 3,5 м не привело к заметному улучшению
124
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
теплового режима обработанной почвы. Существенного улучшения прогревания почвы на всей площади вырубки можно достичь,
применяя сплошную обработку почвы. Сплошная минерализация
почвы на крупнотравной вырубке ельника черничника влажного
способствовала лучшему ее прогреванию и повышению температуры на 3–6 °С, а формирование микроповышений на участках со
сплошной минерализацией повышает температуру пахотного слоя
на 6–8 °С, или в 1,5 раза по сравнению с ненарушенной целинной
почвой. Положительный тепловой эффект от механической обработки почвы на вырубках наблюдается на протяжении довольно
длительного периода (табл. 4.19). Следовательно механическую
обработку можно рассматривать как прием тепловой мелиорации
вырубок Севера. Наибольший эффект этого мероприятия характерен для начального периода их культурного освоения. В дальнейшем в связи с зарастанием площади травянистой и древесной
растительностью, а также с образованием вторичной подстилки,
будет происходить перераспределение потока солнечной радиации и соответственно изменяться температурный режим почвы.
Таким образом, наибольший эффект в тепловой мелиорации достигается при интенсивной обработке почвы.
Таблица 4.19
Динамика температуры почвы на вырубе ельника черничника
влажного, обработанной плугом ПЛМ-1,3
Срок наблюдений
Периодичность
В год
обработки
Через 1 год
126
Температура, °С, на глубине, см
Дата
5
10
20
30
21.06–25.06
10,0
8,7
9,7
8,3
9,6
8,3
9,6
8,2
04.07–09.07
21,7
16,0
18,9
15,4
17,1
14,7
16,9
14,3
11.06–16.06
14,2
11,2
12,6
10,7
10,1
9,36
10,1
9,2
16.07–21.07
20,7
16,8
17,4
15,3
16,5
14,8
15,2
14,2
20.08–25.08
12,7
11,0
11,5
10,6
10,8
10,7
10,6
10,2
127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 4.19
Временно переувлажненные почвы вырубок ельников черничных и близких к ним типов, как и дренированные почвы сосняков
бруснично-черничных, значительно лучше и быстрее прогреваются под влиянием механической обработки. Быстрее нагреваясь, обработанная почва значительно раньше оттаивает и освобождается от весеннего переувлажнения, в результате создаются
благоприятные условия для укоренения сеянцев и саженцев, что
позволяет раньше начать посадку лесных культур.
Критерии экологического оптимума влажности почвы для
хвойных пород к настоящему времени не установлены, а существующие придержки являются ориентировочными. Так, на минеральных почвах оптимальная влажность оценивается в 40–80%
от полной влагоемкости [Роде; Дерюгина, Оликер]. На торфяных
почвах оптимальная влажность составляет 50–80% от полной
влагоемкости, что объясняется недоступностью для древесных
растений внутриклеточной влаги растительных остатков, составляющих 20–30% от объема почвы, и повышенной пористостью
торфов по сравнению с минеральными почвами. Содержание влаги в торфяной почве менее 30% создает водный дефицит [Константинов, Юзенчук]. На минеральных почвах в зависимости от
механического состава влажность завядания составляет от 10% на
песчаных почвах до 20% на тяжелых суглинках [Роде].
Влажность торфяно-болотных почв связана с уровнем грунтовых вод, который регулируется интенсивностью осушения [Романов; Елпатьевский М.М., Елпатьевский М.Л., Константинов]. Ранее нами было установлено, что для успешного создания лесных
культур на осушенных болотах уровень грунтовых вод весной
должен быть 30 см и более [Пигарев, Сенчуков, Варфоломеев, Беляев]. Если рассматривать уровень грунтовых вод в пространстве
между осушителями, то он поднимается от осушителя к середине межканавного пространства. В этом же направлении возрастает и влажность почвы как на целине, так и в плужных пластах
(табл. 4.20).
При этом влажность пластов в 1,5–2 раза ниже, чем необработанной почвы. Влажность на глубине 20–30 и 30–40 см в течение
сезона повышается к сентябрю незначительно, несмотря на выпадение осадков на 50% выше нормы. Большая часть выпавших
осадков расходуется на испарение, оставшаяся влага задерживается верхними почвенными горизонтами, не просачиваясь глубже.
В результате повышения уровня почвенно-грунтовых вод (верховодки) не происходит. Повышение уровня в смотровых колодцах наблюдается после выпадения 20–30 мм осадков. Происходит
промачивание толщи и поднятие уровня воды. Осадки величиной
2–3 мм не приводят к увеличению влажности почвы и они расходуются в основном на испарение и эвапотранспирацию.
Обработка болотно-подзолистых и торфяно-глеевых почв на
избыточно-увлажненных вырубках путем перемешивания органического материала с минеральной частью почвы и образования
микроповышений создает благоприятные условия увлажнения
[Маркова, Матюхина; Значение естественного облесения…; Пигарев, Сенчуков, Варфоломеев, Беляев]. Влажность обработанного таким образом микроповышения не превышает максимальных
128
129
Срок наблюдений
Периодичность
Через 2 года
Дата
5
10
20
30
20.06–25.06
15,4
9,8
12,8
11,7
20,1
17,0
18,8
16,1
13,0
12,6
7,6
6,8
13,8
12,6
16,0
14,1
18,5
15,9
11,7
10,6
10,6
5,8
10,5
10,2
16,0
14,1
15,6
13,7
12,3
11,6
6,9
6,1
12,5
12,0
15,0
13,4
17,4
14,8
11,2
10,1
9,2
4,6
10,2
9,5
14,0
13,0
15,6
13,1
10,8
10,2
6,4
6,0
11,6
10,8
13,5
12,6
15,8
14,7
11,1
10,0
8,7
3,5
10,1
9,6
14,8
12,3
15,0
13,9
10,7
10,0
6,0
5,6
11,6
10,3
12,6
11,6
15,2
13,6
11,0
10,0
01.07–06.07
22.07–27.07
12,08–17,08
02.09–07.09
Через 3 года
Температура, °С, на глубине, см
27.05–31.05
16.06–21.06
07.07–12.07
28.07–02.08
18.08–23.08
Примечание: в числителе – данные микроповышений, в знаменателе – целины.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
значений, обусловленных влажностью завядания культивируемых
древесных пород. В этих же условиях плужные пласты, состоящие из перевернутых и почти ненарушенных генетических горизонтов, имеют недостаточный водный режим и часто пересыхают
[Варфоломеев, 1978; Пигарев, Сенчуков, Варфоломеев, Беляев].
Как показывают материалы наблюдений, влажность целинной
почвы зависит от сложения генетических горизонтов почвенного
профиля и обуславливается количеством атмосферных осадков,
а влажность обработанной – от изменения макрорельефа, формирующегося под влиянием различных приемов механической
обработки и от структуры пахотного слоя (табл. 4.21). Колебания влажности по всему почвенному профилю пахотного слоя
сглаживаются.
Таблица 4.20
Сезонная динамика влажности почвы (целина/пласт)
в зависимости от расстояния до сушителя, м
Дата
7
08.06.88
10.07.88
27.08.88
1281/609
1018/498
1224/687
08.06.88
10.07.88
27.08.88
1029/788
915/860
1269/721
08.06.88
10.07.88
27.08.88
1008/903
1059/691
964/802
08.06.88
10.07.88
975/700
1172/791
60
Дата
Горизонт
1252/541
1035/629
1189/747
0–5 см
01.06.88
28.06.89
01.08.89
30.08.89
Горизонт 5–10 см
1102/846
01.06.88
1010/847
28.06.89
1151/1094
01.08.89
30.08.89
Горизонт 10–20 см
1219/852
01.06.88
1280/807
28.06.89
939/906
01.08.89
30.08.89
Горизонт 20–30 см
1283/1154
01.06.88
1270/996
28.06.89
130
7
60
1196/638
958/505
733/408
1135/671
1313/745
958/556
802/382
1167/732
943/801
1001/511
862/479
1042/595
1083/689
827/465
815/559
888/863
1012/773
1018/642
1006/575
1296/651
984/877
958/687
823/649
988/1024
808/829
1004/739
1014/748
796/729
Окончание табл. 4.20
27.08.88
1029/812
08.06.88
10.07.88
27.08.88
1093/909
963/878
629/680
918/954
01.08.89
30.08.89
Горизонт 30–40 см
1072/1165
01.06.88
1121/954
28.06.89
903/916
01.08.89
30.08.89
1044/727
1076/724
802/742
921/915
888/702
792/800
840/629
940/689
911/718
865/818
708/678
873/1112
Таблица 4.21
Влажность почвы на вырубке ельника черничника,
%, при разных способах обработки
(август 1991 г.)
Место взятия
образца
(способ обработки
почвы)
Микроповышения
плуга ПШ-1
Микроповышения
плуга ПЛМ-1,3
Целина
Глубина, см
0–5
5–10
10–20
20–30
30–40
40–50
28,80
46,03
35,73
31,31
29,11
29,83
30,34
47,32
30,51
34,59
33,15
25,36
274,83
139,18
93,77
74,85
69,26
51,55
Динамика влажности целинной и обработанной почвы на протяжении 4 лет показывает, что в микроповышениях плугов ПШ-1
и ПЛМ-1,3 почва быстрее освобождается от весеннего переувлажнения, чем на фрезерованных и минерализованных полосах
(табл. 4.22). Эффективность обработки почвы с целью улучшения
водно-воздушного режима повышается на торфянистых почвах,
имеющих неустойчивый водно-воздушный режим. На хорошо
дренированных почвах различия влажности целинной и обработанной почвы минимальные.
Влажность почвы связана с параметрами ее обработки
(табл. 4.23). В варианте со сплошной расчисткой полос шириной
около 30 м влажность почвы в микроповышениях в 1,5 раза выше,
чем при узкополосной расчистке. Это объясняется тем, что микроповышения в этом случае сложены в основном из минеральных
слоев почвы и их влажность повышается за счет капиллярного
131
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
увлажнения. Кроме того, приемы сплошной обработки призваны
усилить физическое испарение влаги, однако происходящее при
этом полное уничтожение травянистой растительности приводит
к уменьшению влаги из почвы. Такой режим влажности почв характерен в целом для региона [Шульгин].
Таким образом, под влиянием механической обработки происходят значительные изменения морфологического профиля почвы, ее физико-механических свойств, водно-воздушного и температурного режимов. Основными агротехническими приемами
улучшения свойств и режимов практически всех почвенных разностей на вырубках региона является изменение недоразложившихся растительных остатков и перемешивание их с минеральной
частью почвы, в результате чего образуется более однородный
пахотный слой. Наиболее благоприятные физические свойства обТаблица 4.22
работанной почвы создаются посредством регулирования соотношения объемов вовлекаемых в обработку генетических горизонтов, что практически достигается различной глубиной обработки.
Изменения свойств почвы, вызванные ее обработкой, сохраняются
на протяжении сравнительно длинного периода. Существенное
улучшение теплового и водно-воздушного режимов создается при
формировании микроповышений в виде гряд.
Таблица 4.23
Влажность почвы, % от абсолютно сухого состояния,
при разных параметрах ее обработки на вырубке ельника
черничника влажного
Дата
наблюдений
26.05
Динамика влажности почвы, % от абсолютно сухого состояния,
на вырубке ельника черничного влажного
20.06
Периодичность
В год
обработки
Через 1 год
Через 2 года
Через 3 года
Глубина, см
Дата
наблюдений
0–5
5–10
15–20
21.06
05.07
23.08
12.06
19.07
27.08
12.06
03.07
14.08
14.09
30.05
20.06
31.07
21.08
34,3/143,0
30,0/278,0
75,0/92,3
25,0/48,0
30,0/136,8
40,2/53,8
37,7/204,4
25,6/93,7
13,3/27,7
30,5/128,5
22,4/146,0
20,4/84,7
18,8/60,8
7,1/34,7
48,2/39,1
26,7/141,1
36,2/33,4
30,4/29,2
47,7/61,6
44,9/46,9
55,1/78,1
20,6/42,4
17,5/39,9
24,5/50,0
29,3/42,3
29,0/42,4
24,0/29,1
13,8/17,4
31,5/23,8
21,6/47,4
25,4/20,8
22,7/17,9
29,3/22,7
34,1/30,6
39,7/35,6
15,2/20,4
15,2/17,2
19,5/21,0
44,6/31,6
23,0/33,9
31,0/22,8
17,4/15,4
02.08
Глубина, см
Полосная
расчистка
Сплошная
расчистка
0–5
5–10
15–20
0–5
5–10
15–20
0–5
5–10
15–20
13,9/179,8
20,8/96,7
36,0/47,7
10,1/269,4
19,9/77,4
27,5/21,1
11,7/157,3
17,1/50,1
27,5/14,9
17,9/42,9
29,8/56,7
32,3/20,8
16,1/31,1
34,7/49,3
33,9/20,3
12,0/29,8
24,6/33,1
28,1/22,6
Примечание: в числителе – пласт почвы, обработанный плугом ПШ-1
в один проход; в знаменателе – целина между пластами.
Примечание: в числителе – почва, обработанная плугом ПЛМ-1, 3,
в знаменателе – целина.
132
133
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Глава 5
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕЛЕКЦИОННО-УЛУЧШЕННОГО
ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ СОЗДАНИИ
ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР
Современной проблемой народного хозяйства всех стран мира
является повышение продуктивности лесов. Эта проблема была
четко сформулирована В.Н. Сукачевым как «проблема преодоления времени в лесоводстве». Медленный рост большинства видов
древесных пород не соответствует бурному развитию всех отраслей промышленности, потребляющих древесину с целью прямого
использования ее в качестве сырья для других видов производств
[Правдин, 1967].
В решении проблемы продуктивности лесов наряду с комплексом мелиоративных предприятий (обработка почвы, удобрения,
рубки ухода и т.д.) селекция древесных пород занимает одно
из первых мест. Задача лесоводов – полностью перевести практику лесовосстановления и лесовыращивания на селекционногенетическую основу [Правдин, 1967; Шутов, Маслаков, Маркова,
1984, 1991; Долголиков; Повышение активности…].
По мнению некоторых исследователей, о генетически обусловленной предрасположенности к быстрому росту и продуктивности дерева в будущем нельзя судить с достаточной уверенностью
даже при достижении им 20-летнего возраста [Rohmeder]. Многие
авторы все же считают, что 70–80% первоначально быстрорастущих сеянцев (саженцев) сохранят свой ранг и в последующие годы
[Маслаков, 1978, 1984; Беляев, 1982; Маркова, 1989; Hatchell, Dorman, Langdon, Lemke].
По данным американских исследований [Hatchell, Dorman,
Langdon], отобранные на питомнике быстрорастущие саженцы
сосны спустя 10 лет сохранили свое превосходство в росте. К аналогичным результатам пришли лесоводы Польши [Lemke], иссле134
довавшие динамику роста сосны в 50-летнем насаждении. Такая
тенденция наблюдается и у ели.
В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом исследователи интенсивно занимаются изучением вопросов ранней диагностики быстроты роста растений, особенно древесных.
Этим вопросам посвящены исследования В.Я. Попова и В.М. Жарикова (1977); Kozlowski, Torrie, Marshall (1975); Н.А. Гаас (1975);
В.М. Роне (1980) и многих других. В качестве диагностических
признаков используют длину хвои, густоту охвоения побегов,
размеры верхушечных почек и количество боковых почек, сроки
распускания почек [Веверис, 1970; Роне], число семядолей [Попов, Жариков, 1977; Попов, Жариков, Тучин; Попов, Тучин, Сурсо,
1984; Григорьев, Григорьева], степень выраженности мутовчатости у ели [Попов, Жариков, Тучин; Попов, Тучин, Сурсо, 1984].
Накоплен значительный опыт использования массового отбора сеянцев и саженцев по прямым признакам (высота, диаметр, масса)
[Долголиков; Маркова, 1989].
В условиях Европейского Севера подобные исследования касались в основном только оценки объектов постоянной лесосеменной
базы. Исследований по изучению эффективности использования
селекционно-улучшенного посадочного материала при создании
лесных культур, особенно в комплексе с другими мелиоративными приемами, почти не проводилось.
5.1. Комплексная оценка качества посадочного
материала и его дифференцированное применение
Лесокультурная оценка качества посадочного материала основывается на тесной взаимосвязи морфологических признаков и
физиологического состояния. В связи с этим важно установить
биометрические признаки, наиболее полно отражающие физиологическое состояние сеянцев и саженцев, их способность быстро
восстанавливать корневую систему, обмен веществ и энергии,
устойчивость к неблагоприятным факторам среды, продуктивность и интенсивность роста после пересадки в новые условия
лесокультурных площадей. Одним из этапов разработки этой важной проблемы является изучение закономерностей взаимосвязи
биометрических признаков сеянцев и саженцев в зависимости от
экологических режимов, агротехники и сроков выращивания.
135
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На основании проведенных исследований [Беляев, Пигарев;
Беляев, Пигарев, Сенчуков; Беляев, 1982; Пигарев, Сенчуков; Пигарев, Беляев, Сенчуков; Пигарев, Беляев, Сунгуров] было установлено, что посадочный материал хвойных пород, выращенный
при разных режимах, отличается сильной изменчивостью биометрических показателей. Особенно сильно варьирует масса растений, что обуславливается главным образом наследственными
свойствами и посевными качествами семян. Вместе с тем такой
фитоценотический фактор, как густота, оказывает заметное влияние на дифференциацию растений уже в первый вегетационный
период. Резкое повышение густоты посева закономерно усиливает
процесс дифференциации и изменчивость биометрических признаков сеянцев и саженцев.
5.1.1. Изменчивость и взаимосвязь биометрических
показателей сеянцев и саженцев
закономерность отчетливо выражена у сеянцев, выращенных на
песке и на смеси песка с торфом, но при одинаковой густоте посева более тесная корреляционная связь между высотой и диаметром наблюдается у сеянцев, выращенных в более благоприятных
условиях минерального питания – на смеси песка с торфом.
Таблица 5.1
Взаимосвязь основных биометрических признаков однолетних
сеянцев сосны, выращенных в вегетационных сосудах
Вариант опыта
Субстрат
Песок
Норма
высева
семян,
шт. на
1 сосуд
10
50
100
10
50
100
Коэффициент корреляции
высоты с
диаметром высоты диаметра
стволика с общей с общей
у шейки
массой
массой
корня
0,493
0,645
0,697
0,513
0,736
0,773
0,587
0,616
0,756
0,582
0,759
0,757
0,763
0,775
0,769
0,747
0,825
0,860
Д2Н
с общей
массой
прироста
в высоту
с общей
массой
0,761
0,813
0,836
0,814
0,826
0,867
0,758
0,443
0,757
0,552
0,624
0,707
В настоящее время в лесокультурной практике как в нашей
стране, так и за рубежом качество сеянцев и саженцев оценивается по их линейным размерам: диаметру, высоте, длине корней, и
совершенно не учитываются весовые и объемные характеристики
(ГОСТ 2217-55, ГОСТ 16466-70, ГОСТ 17266-71, ГОСТ 3317-77).
Вместе с тем среди лесоводов в разное время встречались разные
мнения о биометричесих признаках, которые следует считать ведущими при оценке посадочного материала. Некоторые исследователи относят к одному из главных качественных показателей
весовые соотношения надземных и подземных частей растений
[Смирнов Н.А., 1975а; Родин, 1974]. В.Г. Картелев (1969) отмечал,
что физиологическое состояние сеянцев зависит от соотношения
массы активных корней и хвои, которое отражает нагрузку на
корневую систему. Мы изучали корелляцию биометрических признаков сеянцев сосны и ели разного возраста, выращенных при
различной агротехнике: в вегетационных сосудах, полиэтиленовых теплицах и открытых посевных отделениях питомников, а
также саженцев этих пород.
Исследования показали, что на начальных этапах роста менее
тесно высота с диаметром коррелирует у однолетних сеянцев сосны, выращенных при более свободном стоянии (10 растений на
сосуд) (табл. 5.1). С повышением густоты посева теснота связи
между высотой и диаметром однолетних сеянцев возрастает. Эта
С возрастом связь между высотой и диаметром несколько усиливается не только при высокой плотности заселения, но и при
более свободном размещении молодых растений на площади. Так,
корреляция высоты с диаметром у 5–7-летних саженцев, выращенных в редких посадках, заметно больше, чем у более молодых сеянцев. Например, коэффициент корреляции между этими
признаками у саженцев ели (4+3) составляет 0,837, а у 3-летних
сеянцев – 0,690. Аналогичная закономерность отмечена и для сосны (табл. 5.2).
Таким образом, соотношение темпов роста по высоте и диаметру молодых растений сосны и ели изменяется с возрастом,
при этом влияние густоты начинает существенно сказываться уже
на ранних этапах развития. По-видимому, этот фактор является
определяющим.
С усилением связи между высотой и диаметром растений
увеличивается корреляция общей массы с высотой и (в меньшей
мере) с диаметром и объемным показателем Д²Н. По степени корелляции с общей массой линейные и объемные биометрические
136
137
Смесь
торфа
с песком
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
признаки посадочного материала располагаются в следующей последовательности:
1) пропорциональный объему стволика показатель Д²Н,
2) диаметр,
3) высота.
В целом основные биометрические признаки сеянцев и саженцев сосны и ели – высота, диаметр, объем стволика, общая
фитомасса – довольно тесно коррелируют между собой. Вместе
с тем растения, имеющие одинаковое значение одного из признаков, значительно варьируют по всем остальным. В связи с этим
представляет большой интерес установление влияния разделения
(сортировка) посадочного материала на группы по одному из
морфологических признаков на амплитуду колебаний и среднее
значение остальных взаимосвязанных биометрических характеристик в каждой выделенной группе.
Выполненные исследования показали, что в пределах каждой
выделенной по высоте группе сеянцев значение диаметра, Д²Н и
массы колеблется в широких пределах (табл. 5.3). Так, в первой
группе при разнице в высоте 2 см, или в 2 раза, диаметр отличается в 4 раза, Д²Н – в 17 раз, масса – в 16 раз. Во второй группе
при разнице в высоте 2 см, или в 1,5 раза, диаметр отличается в
5 раз, Д²Н – в 13 раз, а масса – в 51 раз. При разделении сеянцев
на группы по массе значения высоты, диаметра и Д²Н выделенных групп также колеблются в широких пределах (табл. 5.4),
поэтому при сортировке сеянцев по высоте средние значения биометрических показателей выделенных групп растений значительно различаются в сравнении с группами, выделенными по массе
(табл. 5.5, 5.6). Аналогичные результаты получены при разделении остальных изучаемых видов посадочного материала. В связи
с этим состав растений в группах, объединенных по разным биометрическим признакам, сильно изменяется. Так, например, при
анализе пропорционально развитых 5-летних (2+3) саженцев ели
с высокой корреляцией высоты и диаметра (r=0,794) установлено,
что только 52% растений, диаметр которых составляет 0,8–1,2 от
среднего, имеют такую же относительную высоту, у 17% растений она меньше и у 31% растений больше. В группе же растений
с относительным диаметром 0,9–1,1 лишь 32% растений имеют
такую же относительную высоту. В группе с относительной высотой 0,8–1,2 оказалось 31,5% растений с такой же относительной
массой, у 47% растений она меньше, а у 21% – больше. В группе
138
139
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.5
с относительной высотой 0,9–1,1 соответственно было 12, 51 и
31% растений. Саженцы разных возрастных категорий с высотами
в 2 раза меньшими по отношению к средним составляют только
3–10%, саженцев же с массой в 2 раза меньшей по сравнению
со средним было 20–40% от общего количества. Следовательно,
состав растений в ранжированных группах по высоте, диаметру
или массе будет различаться на 48–82%.
Относительная
высота
Количество
растений,
шт.
0,24–0,49
34
Таблица 5.3
0,49–0,74
80
0,74–1,00
132
1,00–1,46
117
1,46–1,92
29
1,92–2,40
8
Средняя
400
Пределы колебания значений биометрических показателей
при группировке 2-летних сеянцев по высоте
Относительная
высота
Количество
растений
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д2Н, см3
0,24–0,49
34
2,0–4,0
1,0–3,75
0,02–0,35
0,6–9,7
0,49–0,74
80
4,0–6,0
1,0–4,80
0,06–0,78
0,4–20,6
0,74–1,00
1,00–1,46
132
117
6,0–8,0
9,0–12,0
1,1–5,10
1,1–5,25
0,06–1,81
0,10–2,75
0,5–19,8
1,1–28,0
1,46–1,92
1,92–2,40
Средняя
29
8
400
12,0–15,5
16,0–18,5
2,0–18,5
2,15–5,75
2,2–4,10
1,0–5,75
0,60–5,13
0,77–3,02
0,02–5,13
2,9–22,4
6,0–15,7
0,62–28,0
Масса, г
Таблица 5.4
Пределы колебания значений биометрических показателей
при группировке 2-летних сеянцев сосны по относительной массе
Относительная
фитомасса
Количество
растений
Масса, г
0,1–0,4
0,4–0,7
0,7–1,0
98
109
69
1,0–3,0
3,0–5,0
5,0–7,0
Средняя
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д2Н, см3
0,42–1,68
1,68–2,49
2,49–4,20
2,0–10,5
3,0–13,0
2,5–15,0
1,0–2,25
1,1–3,25
1,25–3,75
0,02–0,45
0,06–0,86
0,10–0,99
101
18
5
4,20–12,6
12,6–21,0
21,0–29,4
4,0–17,5
5,5–19,0
10,0–14,0
1,1–4,50
3,4–5,75
4,5–5,25
0,10–3,16
1,15–5,13
2,51–3,5
400
0,42–29,4
2,0–19,0
1,0–5,75
0,02–5,13
140
Средние значения биометрических показателей
при группировке 2-летних сеянцев сосны по высоте
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д 2Н, см3
Масса, г
3,62
0,45
5,40
0,67
7,41
0,91
9,91
1,22
13,65
1,68
17,12
2,11
8,10
1,89
0,84
1,90
0,85
2,02
0,92
2,31
1,17
3,26
1,46
3,33
1,49
2,23
0,13
0,26
0,23
0,46
0,33
0,67
0,79
1,61
1,61
3,28
1,98
4,04
0,49
2,55
0,61
2,96
0,70
3,09
0,73
5,52
1,31
8,97
2,13
10,52
2,50
4,20
Примечание: в числителе – среднее значение в абсолютном выражении; в знаменателе – в долях от среднего.
Таблица 5.6
Средние значения биометрических показателей
при группировке 2-летних сеянцев сосны по массе
Относительная
масса
Количество
растений,
шт.
0,1–0,4
98
0,4–0,7
109
0,7–1,0
69
1,0–3,0
101
3,0–5,0
18
5,0–7,0
5
Средняя
400
Масса, г
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д2Н, см3
1,18
0,28
2,24
0,53
3,50
0,53
6,96
1,65
15,89
3,78
24,88
5,92
4,2
6,49
0,80
7,53
0,93
7,51
0,93
9,71
1,19
11,67
1,44
11,80
1,46
8,1
1,41
0,63
1,89
0,85
1,89
0,85
3,00
1,34
4,43
1,98
4,90
2,19
2,23
0,14
0,28
0,29
0,59
0,29
0,59
0,93
1,89
2,20
7,48
2,84
5,79
0,49
Примечание: в числителе – среднее значение в абсолютном выражении; в знаменателе – в долях от среднего.
141
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Одинаковые по высоте или диаметру растения отличаются по
массе в 4–10 раз. Естественно, что одновозрастные сеянцы или
саженцы, накопившие разные запасы органического вещества, будут отличаться по физиологическому состоянию, адаптационной
способности и росту после пересадки в новые менее благоприятные условия. Следовательно, сортировка посадочного материала
только по возрасту, диаметру и высоте в соответствии с действующим ГОСТом 3317-77 определяет лишь некоторые различия – в
приживаемости и росте лесных культур в первые годы. Отношение массы отдельных частей растений к его общей массе существенно отличается в зависимости от породы, особенно большие
различия в относительной массе корней и хвои (табл. 5.7). У посадочного материала сосны относительная масса хвои в 1,25–1,80
раза больше, а относительная масса корней в 1,5–2,4 раза меньше,
чем у ели.
Таблица 5.7
Соотношение массы отдельных частей сеянцев
и саженцев сосны и ели
Масса, г, в сухом состоянии*
Вид
и возраст
посадочного
материала
Сеянцы 2 лет
Сеянцы 3 лет
Саженцы
(3+2)
Саженцы
(2+3)
Сеянцы 3 лет
Сеянцы 4 лет
Всего
растений
Хвоя
1,73
1
1,76
1
6,46
1
8,73
1
0,99
0,58
0,97
0,55
3,72
0,58
4,40
0,50
0,54
1
0,65
1
0,21
0,39
0,26
0,40
Стволик
и боковые
побеги
Сосна
0,49
0,28
0,53
0,30
1,88
0,28
3,12
0,36
Ель
0,18
0,33
0,24
0,37
142
Корни
Надземная
часть
0,25
0,14
0,26
0,15
0,86
0,13
1,21
0,14
1,48
0,86
1,50
0,85
5,60
0,87
7,52
0,86
0,15
0,28
0,15
0,23
0,39
0,72
0,50
0,77
Отношение
массы
корней
к массе
надземной
части
0,169
0,181
0,154
0,161
0,385
0,300
Окончание табл. 5.7
Масса, г, в сухом состоянии*
Вид
и возраст
посадочного
материала
Всего
растений
Саженцы
(3+2)
Саженцы
(2+3)
Саженцы
(4+2)
Саженцы
(4+3)
2,78
1
6,44
1
8,23
1
21,5
1
Хвоя
Стволик
и боковые
побеги
Корни
Надземная
часть
1,02
0,37
2,22
0,35
2,67
0,32
8,31
0,40
0,81
0,29
2,45
0,38
3,51
0,43
8,20
0,38
0,96
0,34
1,77
0,27
2,05
0,25
4,99
0,23
1,83
0,66
4,67
0,73
6,18
0,75
16,51
0,77
Отношение
массы
корней
к массе
надземной
части
0,519
0,379
0,332
0,302
* В числителе – масса в абсолютно сухом состоянии; в знаменателе – отношение к общей массе растения.
Очень важный показатель – относительная масса корней растения – существенно изменяется у обеих изучаемых пород в зависимости от срока и режимов выращивания посадочного материала.
Значению отношения массы корней к надземной части придавали
большое значение многие исследователи: Н.А. Смирнов (1975а),
А.Р. Родин (1974), А.Р. Родин, В.В. Грибков, П.Н. Кузин (1975) и
другие ученые, которые также пришли к выводу, что соотношение
подземной биомассы и надземной части изменяется в зависимости
от срока выращивания сеянцев и саженцев.
По нашим данным, относительная масса корней с возрастом
уменьшается и тем быстрее, чем благоприятнее условия роста посадочного материала. Пересадка сеянцев в школьное отделение
питомника резко изменяет темпы роста корней и надземной части,
в результате чего возрастает относительная масса корней. Со временем усиливается рост надземной части, а относительная масса
корней снижается. Это определяет сроки выращивания саженцев
в школьном отделении питомника.
Связь между массой отдельных органов и частей растений,
выращенных в однородных условиях, более тесная, чем между
линейными биометрическими признаками. Она в меньшей степени зависит от древесной породы, вида, возраста и режимов
выращивания посадочного материала. Следовательно, комплекс
143
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
факторов, обуславливающих изменчивость растений, в большей
степени сказывается на корреляции линейных размеров, чем на
корреляции фитомассы отдельных частей и органов растений.
При этом следует учитывать, что при выкопке сеянцев и саженцев
неизбежно обрывается какая-то часть корней, а также хвои, что
в некоторой степени искажает естественную пропорциональность
фитомассы отдельных частей растений, а линейные биометрические признаки остаются неизменными.
Тесная корреляция между фитомассой отдельных частей растений, выращенных в однородных условиях, с одной стороны, и
закономерности соотношения фитомассы отдельных частей растений в зависимости от экологической среды, агротехнических
режимов и возраста, с другой стороны, свидетельствуют о возможности управления процессом выращивания посадочного материала с заданными параметрами.
Таким образом, исследования показали, что такие очень важные для биоэкологической оценки посадочного материала показатели, как отношение массы корней и надземной части, отношение диаметра к высоте, слабо коррелируют с общей фитомассой
растений, выращенных в одинаковых условиях. В ряде случаев
обнаружены тенденции обратной зависимости отношения массы
корней к массе надземной части. Это частично обусловлено тем,
что при выкопке у крупных растений обрывается больше корней,
чем у мелких. Вследствие этого данные биометрические признаки разносторонне характеризуют посадочный материал. В то же
время оценка посадочного материала по многим взаимосвязанным
линейным характеристикам только усложняет дело и мало улучшает результат. Взаимосвязанные показатели по существу характеризуют одни и те же процессы и явления. Посадочный материал
необходимо сортировать по одному интегральному показателю,
который более полно отражает физиологическое состояние и продуктивность растений. В этом плане фитомасса заслуживает самого серьезного внимания.
Наряду с биометрическими показателями необходимо учитывать и физиологические показатели.
Между развитием саженцев и их физиологическим состоянием
складываются определенные взаимосвязи, которые сохраняются
и после выкопки саженцев. Эти взаимосвязи представлены в таблице 5.9. По общему характеру связь между основными физио-
логическими и биометрическими показателями является криволинейной и выражается уравнением:
144
145
Y = a + bx + cx² + x³.
Таблица 5.9
Взаимосвязь между физиологическими и биометрическими
показателями саженцев ели (2+3) перед посадкой
Физиологический
показатель
Состояние
корневой
системы
Высота, см
Диаметр
у шейки
корня, мм
Фитомасса,
г
r
η
r
η
r
η
0,227
0,835
0,338
0,551
0,271
0,576
0,308
0,538
0,249
0,570
0,230
–
Дыхание одно- Хорошее и
летней хвои, мг удов ле т во -0,332
CO2 на 1 г сухой рительное
массы в час
0,566
-0,205
0,485
-0,359
0,581
Дыхание
кор- Хорошее и
ней, мг CO2 на удов ле т во 0,040
1 г сухой массы рительное
в час
0,424
0,051
0,551
0,080
0,445
Ин тенси вност ь Хорошее и
т р а н с п и р а ц и и удов ле т во о д н о л е т н е й рительное
-0,074
хвои, мг H 2O на
1 г сухого вещества в час
0,523
-0,194
0,678
-0,247
0,600
С о д е р ж а н и е Хорошее и
воды в однолет- удов ле т во -0,264
ней хвое, % к рительное
сырой массе
0,436
-0,157
0,647
-0,229
0,668
Водный дефи- Хорошее и
цит однолетних удов ле т во побегов, %
рительное
0,652
0,250
0,406
0,077
0,664
Синтез однолет- Хорошее
ней хвои, мг CO2
на 1 г сухой мас- Удов лет восы в час
рительное
0,291
Найдена значительная прямая связь фотосинтеза с размерами
саженцев (r > 0,51).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Корреляционная связь между интенсивностью фотосинтеза и высотой, диаметром у шейки корня и массой саженцев
свидетельствует о том, что более крупные саженцы обладают
лучшим развитием фотосинтетического аппарата и лучшими
потенциальными возможностями для ассимиляционного процесса, что важно для адаптации саженцев после посадки. От
поступления пластических веществ из хвои в корневую систему зависит регенерация корней. Ограничение ассимиляции в
результате применения антитранспирантов приводит к удлинению критической фазы появления новых корней у молодых
елей после пересадки.
В тоже время интенсивность дыхания у крупных саженцев
ниже, чем у более мелких, следовательно, расход пластических
веществ на дыхание в период с момента выкапывания и до посадки на лесокультурную площадь меньше. Что имеет большое
значение, т.к. запасные питательные вещества хвои, корней и
стебля в период приживания культур идут на рост побегов и
регенерацию корней, что особенно важно в связи с пониженной интенсивностью ассимиляции в первые недели после посадки.
Различия в составе воды в мелких и крупных саженцах небольшие. Отмечается несколько более высокая оводненность
хвои у мелких растений и меньший водный дефицит побегов.
В то же время расход воды на транспирацию больше, что может
иметь неблагоприятное значение в первый период приживания.
Более высокий водный дефицит у крупных побегов может быть
вызван увеличением сосущей силы хвои, что в дальнейшем после посадки будет способствовать лучшему поглощению воды
из почвы.
Неблагоприятные условия сказываются на развитии надземной части: при ухудшении снабжения водой и питательными
веществами рост надземной части задерживается и происходит
относительное увеличение доли корней [Миронов, Калякин,
Шильников]. Следует ожидать, что интенсивность физиологических процессов при недостатке почвенного питания также
снижена.
Корреляционные связи биометрических и физиологических показателей у сеянцев сосны представлены в таблице 5.10.
146
Таблица 5.10
Корреляционная связь между физиологическими
и биометрическими показателями у 2-летних сеянцев сосны
перед посадкой (rmr)
Физиологический
показатель
Состояние
корневой
системы
Высота,
см
Диаметр
у шейки
корня, мм
Масса
сеянцев, г
0,302±0,01
0,204±0,01
0,247±0,01
0,223±0,01
0,140±0,01
0,267±0,01
Дыхание одно- Хорошее и -0,181±0,01
летней хвои, мг удовлетвоСО2 на 1 г сухой рительное
массы в час
-0,260±0,01
-0,210±0,01
С о д е р ж а н и е Хорошее и -0,385±0,01
воды однолетней удовлетвохвои, мг СО2 на рительное
1 г сухой массы
в час
0,058±0,01
-0,366±0,01
Т р а н с п и р а ц и я Хорошее и -0,353±0,01
однолетней хвои, удовлетвомг Н2О на 1 г су- рительное
хой массы в час
0,067±0,01
-0,204±0,01
Водный дефицит Хорошее и
однолетних по- удовлетвобегов, %
рительное
0,091±0,01
0,075±0,01
Фотосинтез од- Хорошее
нолетней хвои,
мг СО2 на 1 г су- Удовлетвохой массы в час рительное
0,381±0,01
По своему уровню эти связи являются слабыми и умеренными.
Корреляционная связь фотосинтеза и дыхания сеянцев сосны с
их биометрическими показателями является слабой (r<0,30), связь
водного режима (интенсивность транспирации, влажность хвои
и водный дефицит) по своей величине умеренная (0,31<r<0,50).
Более тесная связь найдена между высотой сеянцев и водным режимом. Сеянцы с большей высотой имеют более высокий уровень
транспирации, выше содержание воды в хвое, водный дефицит
однолетних побегов у них ниже.
147
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На основании выявленных связей можно предложить, что
крупные сеянцы имеют лучшее состояние фотосинтетического
аппарата и меньший расход влаги, поэтому есть основание ожидать, что более крупный посадочный материал лучше сохраняет
свои качества от выкапывания до посадки и что более крупные
сеянцы обладают способностью к адаптации после пересадки.
Таким образом, приведенные данные позволяют сделать вывод о том, что физиологическое состояние посадочного материала
тесно связано с его размерами и фитомассой.
На основании приведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Посадочный материал сосны и ели, выращенный при разных
режимах в условиях Севера, отличается сильной изменчивостью
биометрических показателей. Особенно сильно варьируются фитомассы растений и объемный показатель Д²Н.
2. Высота, диаметр, Д²Н, фитомасса сеянцев и саженцев тесно
коррелируют между собой. Соотношение массы отдельных частей
растения зависит от породы и условий выращивания и не связано
с линейными характеристиками.
3. При сортировке посадочного материала по высоте или диаметру, состав растений в ранжированных группах по фитомассе
изменяется в 4-10 раз.
4. Фитомассу растений необходимо учитывать при оценке качества посадочного материала.
5. Физиологическое состояние сеянцев и саженцев связано с
их биометрическими показателями.
Кроме того, нами была предпринята попытка найти интегральный показатель качества сеянцев, который бы отражал
их способность к приживанию и к росту лесокультурной площади. Из литературы известно, что гальваноток в лубе растений является важным показателем их жизнеспособности [Криницкий; Прохоров]. В наших опытах, проводимых в условиях
средней подзоны тайги, перед посадкой 3-4-летних сеянцев
ели из питомника наряду с биометрическими показателями
определялась величина гальванотока. Для измерений использовали гальванопару из серебряного и цинкового электродов, смонтированных на колодке из оргстекла с расстоянием
между ними 5 мм. В качестве регистрирующего прибора был
применен трехшкальный гальванометр от люксметра Ю-10-16.
Чувствительность по шкалам – 1,5 и 15 мВ на одно деление
[Коловский]. При измерениях электроды вводили в луб на
уровне корневой шейки сеянцев в трех точках по окружности
стволика и брали отсчеты. При камеральной обработке для
каждого сеянца по 3 отсчетам вычислена средняя величина
гальванотока. Характеристика посадочного материала представлена в таблице 5.11.
С увеличением значений биометрических признаков сеянцев
повышается и величина гальванотока. Теснота этой связи представлена в таблице 5.12.
148
149
Таблица 5.11
Характеристика посадочного материала ели по средним
показателям
Относительная
масса
Масса,
г
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д 2Н
Отношение
массы
тонких
корней
к массе
надземной
части
Гальваноток,
мВ
1,90
2,48
2,65
2,08
2,40
1,99
0,08
0,14
0,15
0,09
0,09
0,11
3,0
3,7
4,9
6,6
7,6
10,5
1,72
1,96
2,00
1,80
1,80
1,84
1,86
0,10
0,05
0,08
0,06
0,07
0,06
0,07
6,6
5,8
7,0
6,3
7,5
10,1
7,1
Сеянцы 3 лет
До 0,2
0,2–0,4
0,4–0,6
0,6–0,8
0,8–1,2
Более 1,2
0,45
0,94
1,56
2,18
3,09
5,96
6,5
6,5
8,2
11,4
11,2
17,7
1,25
1,48
2,02
2,28
2,56
3,42
Сеянцы 4 лет
До 0,2
0,2–0,4
0,4–0,6
0,6–0,8
0,8–1,2
Более 1,2
среднее
0,60
1,48
2,11
3,03
4,32
7,36
4,18
7,0
10,8
11,5
14,2
17,2
20,6
15,8
1,2
2,06
2,23
2,47
3,00
3,60
2,80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.12
Коэффициент корреляции гальванотока с биометрическими
показателями
Вид
посадочного
материала
Сеянцы
3 лет
Сеянцы
4 лет
Масса, г
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д 2Н
Масса
тонких
корней, г
0,70±0,05
0,45±0,07
0,83±0,03
0,30±0,06
0,46±0,07
0,63±0,04
0,38±0,05
0,83±0,02
0,31±0,09
–
Величина гальванотока тесно коррелирует с биометрическими
признаками, принятыми для оценки качества посадочного материала. В связи с этим ее можно рассматривать и как показатель
качества сеянцев. Для подтверждения этого предположения сеянцы высадили на вырубку из-под ельника черничника 5-летней
давности без обработки почвы. В первый год роста культур наблюдалась тесная зависимость приживаемости от величины гальванотока сеянцев перед посадкой (рис. 5.1).
Для изучения зависимости интенсивности роста растений от
величины гальванотока в них этот показатель измеряли у деревьев в 12-летних культурах ели, созданных посадкой 2-летних
сеянцев на вырубке ельника черничника. Оказалось, что между
интенсивностью роста и величиной гальванотока существует довольно тесная зависимость (табл. 5.13).
Корелляция с таксационными показателями в 1,5 раза теснее,
чем весовой охвоенности, которую ряд авторов [Бойцова, Шалыгина] считают важным диагностическим признаком относительной продуктивности культур ели.
Таблица 5.13
Связь гальванотока и весовой охвоенности
с показателями роста культур
Коэффициент корреляции (r±m r)
c биометрическими показателями
Параметр
Величина
гальванотока
Весовая
охвоенность
побегов
100
80
Высота,
см
Диаметр,
мм
Д²Н
Прирост
по высоте,
см
0,56±0,06
0,54±0,04
0,53±0,04
0,51±0,06
0,37±0,05
0,36±0,05
0,38±0,05
0,35±0,05
Величина гальванотока в лубе сеянцев тесно коррелирует с
биометрическими показателями, принятыми для оценки их качества.
Этот показатель может быть использован в качестве признака,
отражающего способность посадочного материала приживаться и
расти на лесокультурной площади.
60
40
5.1.2. Состояние и рост лесных культур в зависимости
от вида, возраста и размера посадочного материала
20
Рис. 5.1. Зависимость приживаемости культур ели от величины
гальванотока сеянцев
В связи с интенсификацией лесокультурного производства на
Европейском Севере постоянно возрастает объем посадки леса.
Эффективность этого способа создания лесных культур во многом определяется качеством посадочного материала. В последнее
время большое внимание уделяется изучению влияния этого фак-
150
151
5
6
7
8
9
10
11
12
Гальваноток, мВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тора на успешность лесных культур в разных лесорастительных
зонах.
Исследования и производственный опыт показывают, что крупный непереросший посадочный материал хвойных пород быстро
восстанавливает корневую систему, устойчив к неблагоприятным
факторам среды и в конкурентных взаимоотношениях с травянистой растительностью и лиственными породами.
В условиях Севера, где искусственное восстановление леса проводится на огромных площадях, очень важно свести к минимуму трудозатраты на уходы за лесными культурами. Эта проблема
может быть решена прежде всего правильной дифференциацией
вида, возраста и размеров посадочного материала, приемов и параметров обработки почвы в соответствии с лесорастительными
условиями. Отмеченные предпосылки определяются биологолесоводственными и экономическими факторами. На современном
этапе вряд ли целесообразно применять дорогостоящие саженцы в
тех условиях, где создание лесных культур посадкой сеянцев дает
практически одинаковый лесоводственный эффект.
Нами проведены многолетние исследования опытных и производственных лесных культур, заложенных в различных лесорастительных условиях вырубок и осушаемых болот северной и
средней подзон европейской тайги при различных способах обработки почвы. В посадках испытывали сеянцы сосны и ели разного
возраста, выращенные в открытых посевных отделениях лесных
питомников и полиэтиленовых теплицах, а также саженцы этих
пород. Для изучения влияния индивидуальной изменчивости одновозрастных сеянцев и саженцев, выращенных при одинаковых
режимах, на устойчивость и рост лесных культур у каждого высаживаемого растения измеряли высоту, диаметр корневой шейки, определяли вес, давали визуальную оценку степени развития
корневой системы с разделением особей по этому признаку на три
категории. Каждому растению присваивался постоянный номер.
В посадках на лесокультурной площади нумерация сохранялась,
что позволило сопоставить состояние и рост каждого растения в
культурах с его биометрической характеристикой до посадки и
применять методы математической статистики. Кроме того, для
установления влияния массы как основной характеристики продуктивности одновозрастных сеянцев и саженцев на эффективность лесных культур посадочный материал разделили на группы
по величине отношения массы каждого растения к средней массе
анализируемой однородной совокупности: до 0,4; 0,4–0,8; 0,8–1,2;
1,2–1,6 и более 1,6. Наряду с массой определяли и другие биометрические признаки. Сортировку сеянцев и саженцев на группы
производили по образцами.
Исследования показали, что при более или менее благоприятных гидротермических условиях и слабом разрастании травянистой растительности 2–3-летние сеянцы сосны и 2–4-летние
сеянцы ели приживаются довольно успешно (табл. 5.14).
152
153
Таблица 5.14
Приживаемость культур ели в зависимости
от возраста материала
Лесорастительные
условия
Осоководолгомошные
вырубки
Таволговая
вырубка
Вырубка
ельника
черничная
Способ
обработки
почвы
Пласты ПКЛН-500
Фрезгрядки
Насыпные грядки
Пласты ПЛНК-500
Фрезполосы
Минполосы
Без обработки почвы
(контроль)
Приживаемость
культур, %
Через
Через
1 год
2 года
Год
посадки
Возраст,
лет
1965
1966
1965
1972
1972
1972
1967
2
3
4
3
3
3
4
99
98
100
90
83
76
99
92
90
95
79
79
65
94
1977
1977
1977
1977
2
4
5
2
4
5
2
4
5
98
95
88
89
92
95
89
85
87
80
91
80
70
80
85
74
71
81
1977
В этих условиях отпад культур, заложенных посадкой сеянцев
в фазе до смыкания крон, – также незначительный. Так, в наименее благоприятных условиях долгомошных вырубок к 10-летнему
возрасту сохранилось: в посадке сосны 2–3-летними сеянцами 75–
88%, а 4-летними сеянцами – 56%, в посадке ели 2–4-летними
сеянцами 73–81% растений.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сеянцы сосны 4 лет и более старшего возраста трудно переносят пересадку. При этом хуже приживаются более крупные растения. Причина этого заключается прежде всего в том, что соотношение активных корней к надземной части, свойственное старым
сеянцам, тем более выращенным при благоприятных экологических режимах и в загущенном состоянии, не может удовлетворить
их потребности в средствах жизни после пересадки в новые, более
жесткие условия. С этой же причиной связан замедленный рост
сеянцев более старшего возраста в фазе приживания.
Для практики нельзя не учитывать и то обстоятельство, что
при длительном (более 3 лет) выращивании в открытом питомнике сеянцы сосны сильно поражаются болезнями хвои (шютте
обыкновенное, фацидиоз).
Сеянцы ели, выращенные в открытых питомниках, сохраняют
высокое соотношение степени развития корневой системы и надземной части и хорошо переносят пересадку по меньшей мере до
4-летнего возраста. Они в меньшей степени поражаются грибными болезнями.
На вырубках и осушаемых болотах, где напочвенный покров не
представляет большой опасности для лесных культур, преимущество саженцев по сравнению с сеянцами резко не проявляется.
На быстро зарастающих высокостебельной травянистой растительностью осушаемых таволговых, крупнотравных вырубках и
низких болотах, а также на вейниковых и других злаковых вырубках с плодородными почвами лесные культуры, заложенные даже
крупными сеянцами, не выдерживают конкуренции с травостоем
и гибнут. Так, посадки ели хорошо развитыми 4-летними сеянцами по плужным пластам на таволговой вырубке, приживаемость
которых в 3-летнем возрасте составила 89%, со временем погибли от заглушения травянистой растительностью. Для предотвращения массового отпада лесных культур, заложенных посадкой
сеянцев, в этих условиях необходимо проводить агротехнические
уходы в течение длительного периода.
Наряду с вредным воздействием травянистой растительности
отпад культур в фазе приживания вызывается неблагоприятным
водно-воздушным режимом почвы. На недостаточно осушенных
заболоченных вырубках и болотах при обработке почвы без образования микроповышений происходит вымокание корней летом
и выжимание их в морозный период. Эти же явления наблюдаются также на вырубках с временно переувлажненными почвами.
Отрицательные последствия избыточного увлажнения почвы особенно проявляются в дождливые годы. В посадках по плужным
пластам в этих же условиях вследствие повышенного дренажа и
ослабленного капиллярного подтока влаги снизу ощущается дефицит влаги в почве, особенно в засушливые периоды. Наиболее
благоприятный и устойчивый водно-воздушный режим гидроморфных почв создается при перемешивании измельченных слаборазложившихся растительных остатков c нижними органогенными и минеральными горизонтами в комплексе с оптимальным
осушением. На недостаточно осушенных заболоченных, болотных
и временно переувлажненных почвах более эффективны интенсивные приемы обработки, включающие формирование микроповышений в виде гряд и т.п. Хорошо дренированные автоморфные
почвы Европейского Севера, за исключением песчаных подзолов
лишайниковых вырубок, в естественном сложении обладают более или менее благоприятным режимом [Беляев, Пигарев, 1979].
Таким образом, наши исследования подтверждают, что при соответствующей пропорциональности в развитии корневой системы и надземной части растений в условиях Севера более устойчив
к неблагоприятным факторам среды крупномерный посадочный
материал, особенно саженцы. Размер растений определяется многими факторами: возрастом, экологической средой, густотой выращивания, посевными качествами и наследственными свойствами семян. В связи с этим представляет большой интерес важная
для теории и практики задача – установление роли и значимости
этих факторов в повышении устойчивости и энергии роста лесных культур в различных условиях среды.
С этой целью в 1976 году на осушенном низинном болоте были
проведены опытные посадки ели с подробной индивидуальной
характеристикой сеянцев и саженцев. Испытывали саженцы (4+3,
2+3, 3+2) (питомник + школа) и 4-летние сеянцы. Средняя масса
в сухом состоянии и отношение корней к надземной части соответственно были равны: 21,5 г и 0,302; 6,44 г и 0,379; 2,78 г и
0,519; 0,65 г и 0,3. Подобраны четыре участка, которые значительно различаются по водно-воздушному режиму почвы и интенсивности развития осоко-злаковой растительности в зависимости от
степени осушения и способа обработки почвы.
Участок 1. Посадки проведены по мощным пластам ЛКН-600.
Культуры испытали дефицит влаги, но не заглушались травянистой растительностью.
154
155
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.15
Участок 2. Культуры заложены по необработанной почве с более или менее благоприятным режимом влажности, но с первого
года попали в условия острой конкуренции с травянистой растительностью.
Участок 3. Культуры заложены на недостаточно осушенной почве, сплошь обработанной за год до посадки. В первые два года
на этом участке проводили агротехнические уходы.
Участок 4. Культуры заложены на четвертый год после сплошной обработки недостаточно осушенной почвы. На участке буйно
развилась осоко-злаковая растительность, агротехнические уходы
не проводились.
Результаты эксперимента свидетельствуют, что один и тот же
посадочный материал по-разному реагирует на воздействие различных факторов среды. Так, более крупные из 5-летних саженцев (2+3), но с меньшим отношением массы корней к надземной
части хуже прижились в условиях дефицита влаги и оказались
более устойчивыми во взаимоотношениях с травянистой растительностью при нормальном увлажнении почвы. Менее рослые
саженцы (3+2) с более высоким отношением фитомассы корней и
надземной части, наоборот, лучше прижились при недостаточном
увлажнении почвы и оказались менее устойчивыми к заглушению
травянистой растительностью в условиях лучшей водообеспеченности (таб. 5.15).
В посадках по свежей пахоте на достаточно осушенной и переувлажненной почве, где проводились агротехнические уходы,
5-летние саженцы прижились почти одинаково, при интенсивном
разрастании травостоя на старой пахоте более устойчивыми были
также саженцы (2+3).
Наибольший отпад 4-летних сеянцев наблюдается в условиях
дефицита влаги и при интенсивном заглушении культур травянистой растительностью в сочетании с периодическим подтоплением корней.
Приживаемость 7-летних саженцев в зависимости от условий
среды колебалась в незначительной степени, а отпад их вызван
прежде всего несоответствием степени развития корневой системы
и надземной части. Разная реакция ели на воздействие различных
отрицательных факторов среды связана с фитомассой саженцев
и сеянцев и пропорциональностью их развития, обусловленными
режимами выращивания и возрастом.
Зависимость приживаемости и устойчивости лесных культур
от индивидуальной изменчивости массы особей у разного посадочного материала проявляется также по-разному. В первый год
отпад пропорционально развитых сеянцев и саженцев не связан
с индивидуальной массой растений, но в дальнейшем отставшие
в росте особи менее устойчивы к воздействию неблагоприятных
факторов среды, особенно к заглушению травянистой растительностью. Эта связь отчетливее выражена при меньших значениях
средней массы посадочного материала (табл. 5.16, 5.17). В тех
случаях, когда чрезмерная густота посевов и другие факторы нарушают пропорциональность в развитии растений, наблюдается
прямая связь между индивидуальной массой, отношением диаметра к высоте и приживаемостью сеянцев в первый год. Это
обуславливается тем, что в перегущенных посевах отставшие в
росте особи испытывают большое угнетение и световое голодание
и у них сильнее изменяется соотношение диаметра и высоты, а
также надземной части. У молодых хвойных растений, выращенных при оптимальной густоте и редких посевах и посадках, эти
биометрические признаки не коррелируют между собой и с при-
156
157
Приживаемость культур ели в разных условиях осушенного
низинного болота
№ участка
Способ
обработки
почвы
Возраст
саженцев,
лет
1
Пласты ЛКН-600
2
Без обработки почвы (целина)
3
Сплошная вспашка и дискование
4
Сплошная вспашка и фрезование
Приживаемость
культур, %
Через
1 год
Через
2 года
4+3
2+3
3+2
4+3
2+3
3+2
85,7
907
97,5
95,0
99,7
99,3
48,0
65,5
82,2
46,5
85,2
68,2
4+3
2+3
3+2
4+3
2+3
3+2
96,5
99,7
98,7
98,2
97,0
99,7
42,0
62,0
64,5
44,8
55,5
42,5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.16
Устойчивость и рост ели в культурах в зависимости
от массы саженцев
Показатель
№
участка
Отношение индивидуальной массы
к средней массе растений
До 0,4
0,4–0,8
0,8–1,2
1,2–1,6
Более
1,6
В среднем
Саженцы (2+3)
Количество
прижившихся растений,
%:
через 1 год
1
2
3
88,9
100
100
88,2
99,4
98,0
93,7
100
100
94,6
100
100
91,8
100
100
90,7
99,7
99,7
через 3 года
1
2
3
66,6
66,1
54,8
58,5
78,1
51,9
60,0
85,1
50,0
69,9
80,0
50,0
66,6
82,0
49,3
63,0
78,5
51,5
Увеличение
показателя
Д2Н за
3 года, см3
1
2
3
4,02
1,39
8,75
3,92
3,94
7,6
4,83
5,45
9,88
6,57
6,15
13,6
7,82
8,54
15,4
5,0
4,44
9,99
Саженцы (3+2)
Количество
прижившихся растений,
%:
через 1 год
через 3 года
Увеличение
показателя
Д2Н за
3 года, см3
1
2
3
94,0
100
95,0
96,8
99,8
98,0
98,2
99,0
100
100
98,1
100
98,2
100
100
97,5
99,3
98,7
1
2
3
72,0
56,8
52,0
79,4
62,6
47,3
83,6
70,0
54,7
87,8
69,2
68,6
91,3
81,6
67,3
82,7
67,0
55,3
1
2
3
3,72
4,87
6,34
6,14
3,98
10,83
7,79
4,04
10,2
6,49
5,37
10,71
13,51
6,44
13,3
7,61
4,49
10,68
158
159
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.18
живаемостью однолетних культур. Следовательно, по характеру
взаимосвязи массы растений с отношением диаметра к высоте
можно судить о норме густоты посевов в питомнике.
Таким образом, способность молодых хвойных растений быстро восстанавливать поврежденную корневую систему, обмен веществ и энергии после пересадки в новые условия определяется
в основном экологической средой, агротехническими режимами
выращивания и возрастом. Это свойство посадочного материала
наиболее полно отражается соотношением фитомассы активных
корней и надземной части растений, а также диаметра и высоты
ствола.
Устойчивость хвойных пород к неблагоприятным факторам
среды и во взаимоотношениях с напочвенным покровом и лиственными породами в лесных культурах зависит в основном от
экологической среды и срока выращивания посадочного материала. Об устойчивости сеянцев и саженцев с высокой достоверностью можно судить по их средней массе и возрасту. Вместе с этим
следует подчеркнуть, что особи, обладающие наследственными
свойствами быстрого роста, являются и более устойчивыми. Так,
отобранные генетически более однородные растения, общая масса которых в 1,6 раза и более превышала среднюю для данной
совокупности, как правило, выделяются повышенной устойчивостью.
Вместе с тем, исследования показывают, что различия размеров и фитомассы посадочного материала, обусловленные экологической средой, сроком и агротехническими приемами выращивания, слабо сказываются на росте лесных культур. Так, прирост по
объему стволика, характеризуемый изменением пропорциональной ему величины Д2Н, за первые 3 года после посадки 5-летних
саженцев ели, средний вес которых отличался в 1,5 раза, оказался
почти одинаковым, а в условиях дефицита влаги в почве менее
крупные саженцы (3+2) росли даже лучше.
В культурах сосны, заложенных в 1965 году на долгомошной
вырубке посадкой 2-летних сеянцев, фитомасса которых в зависимости от условий минерального питания отличалась в 2 раза,
а также крупными 4-летними сеянцами, рост по высоте и диаметру существенно не различался. Такие же результаты получены
и в культурах ели, где также испытывались 2–4-летние сеянцы,
выращенные в разных условиях (табл. 5.18) [Пигарев, Сенчуков,
Беляев, 1979б].
К 10-летнему возрасту разница в высоте культур сосны и ели,
заложенных 4- и 2-летними сеянцами, осталась такой же, как
была до посадки.
Рост деревьев в одновозрастных насаждениях подвержен генотипической и фенотипической изменчивости. В связи с этим
важно выявить эффективность массового искусственного отбора
быстрорастущих деревьев на основе разной диагностики наследственных свойств по прямым признакам. Для изучения этой проблемы мы применили метод сопоставления интенсивности роста
каждого растения в культурах с его биометрической характеристикой до посадки. Исследования показали, что после пересадки
в новые условия одновозрастные молодые растения сосны и ели,
выращенные при одинаковых режимах, в значительной мере сохраняют свойственную каждой особи интенсивность роста. При
этом продуктивность растения, как его биологическое свойство,
лучше отражается фитомассой и тесно коррелирующими с ней
объемными биометрическими характеристиками. Об этом свидетельствует тесная корреляция между индивидуальной массой
растений до посадки и приростом по объему стволика, характеризуемого изменением значения Д2Н за 2–3 года после пересадки.
Корреляционное отношение достигает 0,79. Прирост по объему
160
161
Рост культур сосны и ели, заложенных посадкой сеянцев
разного возраста на долгомошной вырубке
Возраст
сеянцев,
лет
Средняя масса
сеянцев в абсолютно
сухом состоянии, г
2
2
4
0,65
1,28
–
2
2
4
0,43
0,98
–
Характеристика роста культур
в 10-летнем возрасте
Прирост
Диаметр
Высов высоту, см
шейки
та, м
корня, см
1972 1973 1974
Сосна
3,87
3,65
4,3
Ель
1,5
1,6
1,44
1,62
1,58
1,71
18
20
20
26
25
29
34
32
32
0,57
0,53
0,66
10
9
7
10
8
6
7
6
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
стволика у различных по продуктивности растений различается
в несколько раз.
Таким образом, наследственно обусловленные свойства быстрого роста хвойных растений проявляются в лесных культурах
несмотря на общее ухудшение условий, изменение среды для каждой особи, различия в степени повреждения корней при выкопке
и пересадке, а саженцы подвергаются двойному воздействию этих
факторов.
Анализ материалов исследований показывает, что лесокультурная оценка посадочного материала должна быть комплексной
и дифференцированно отражать физиологическое состояние растений и их биологические (генетические) особенности. Критериями такой оценки являются:
а) способность быстро восстанавливать корневую систему, обмен веществ и энергии;
б) устойчивость к неблагоприятным факторам среды, а также в
конкурентных взаимоотношениях с травянистой и нежелательной
древесной растительностью;
в) интенсивность роста в лесных культурах, способность максимально использовать экологическую среду и, как результат,
наибольшая продуктивность;
г) соответствие требованиям технологии, механизации и автоматизации лесовосстановительных работ.
В лесокультурной практике посадочный материал оценивается
в основном по линейным биометрическим признакам растений:
диаметру, высоте, длине корней; однако, как показывают наши
данные и опубликованные материалы других исследователей,
физиологическое состояние и биоэкологические свойства посадочного материала более полно отражаются:
1) отношением массы физиологически активных корней к надземной части;
2) отношением диаметра к высоте;
3) средней массой и возрастом анализируемой совокупности
растений;
4) соотношением индивидуальной и средней массы.
По отношению массы активных корней к массе надземной
части, диаметра к высоте определяют способность быстро восстанавливать корневую систему, обмен веществ и энергии после
пересадки, и чем выше эти показатели, тем легче растения переносят пересадку и быстрее укореняются.
По средней массе растений и возрасту судят об устойчивости
посадочного материала к неблагоприятным факторам среды и,
прежде всего, к заглушению травянистой растительностью. Чем
больше фитомасса хвойных растений, тем они устойчивее, а при
одинаковой фитомассе более устойчивы молодые растения.
По отношению индивидуальной массы к средней массе анализируемой совокупности растений при массовом отборе представляется возможным разделить одновозрастный посадочный
материал, выращенный при одинаковых режимах, на более или
менее однородные селекционные группы.
Рассматриваемые свойства и характеристики молодых древесных растений взаимосвязаны и взаимообусловлены, но дифференцированный подход позволяет более полно использовать их
в целях повышения эффективности, качества и продуктивности
лесных культур в зависимости от лесорастительных условий вырубок и болот.
В северной и средней подзонах европейской части тайги на
свежих вырубках брусничного, черничного и долгомошного и
сходных с ними других типов леса, а также на осушенных верховых и переходных болотах довольно высокая эффективность лесных культур при небольших затратах на агротехнические уходы
достигается посадкой стандартных 2–3-летних сеянцев сосны и
2–4-летних сеянцев ели. При этом наиболее крупные сеянцы
следует применять на более плодородных почвах черничной
группы типов леса и на осушенных переходных болотах.
На крупнотравных, вейниковых и других злаковых вырубках,
а также на осушенных заболоченных вырубках и болотах с потенциально плодородными низинными почвами, где буйно разрастается высокостебельная травянистая растительность, целесообразно применять саженцы, в том числе с закрытой корневой
системой.
162
163
5.1.3. Комплексная оценка качества
посадочного материала
На основе закономерностей изменчивости и взаимосвязи
биолого-морфологических признаков сеянцев и саженцев, зависимости лесоводственно-экономической эффективности лесных культур в различных лесорастительных условиях от свойств посадочного материала нами разработан способ комплексной его оценки.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Разработанный способ комплексной оценки качества лесокультурного посадочного материала позволяет дифференцированно
определять:
а) способность сеянцев и саженцев восстанавливать корневую
систему, обмен веществ и энергии со средой;
б) устойчивость к заглушению травянистой растительностью,
к недостатку или избытку влаги в почве и к воздействию других
неблагоприятных факторов среды;
в) рост их после пересадки в новые условия.
Предлагаемый способ заключается в следующем. Оценка качества производится отдельно по каждой партии посадочного
материала (партия – определенная совокупность одновозрастных
сеянцев или саженцев, выращенных из одних и тех же семян при
одинаковых экологических режимах, густоте, размещении и других агротехнических и лесоводственных приемах, и предназначенных для создания лесных культур). Для формирования такой
партии на полях посевного или школьного питомника с одинаковым посадочным материалом ограничиваются выделы, однородные по почвенным условиям, рельефу, густоте, размещению,
биометрическим характеристикам растений.
Из однородной партии отбирают среднюю пробу из 300-350
растений, отмывают от субстрата корни, взвешивают и вычисляют их среднюю массу. Перед взвешиванием следует хлопчатобумажной тканью удалить капли воды или подсушить в затененном
месте.
Затем взвешивают каждое растение и по отношению индивидуальной массы к средней распределяют по группам. Для производственной оценки качества материала необходимо выделять
группы с отношением: до 0,2; 0,2–0,4; 0,4–0,6; 0,6–0,8; 0,8–1,2;
1,2 и более.
У всех растений каждой группы измеряют высоту и диаметр у
шейки корня. Результаты взвешиваний и измерений записываются
в ведомость. Растения взвешивают на весах ВЛК-500, диаметр
измеряют штангенциркулем, а высоту – линейкой. Один исследователь взвешивает растения и определяет группу, второй измеряет диаметр, третий – высоты и раскладывает их по группам,
четвертый ведет запись.
После обмера у растений каждой группы отделяют (обрезают)
наземную часть и мелкие корни толщиной до 1 мм. Полученную
фракцию мелких корней и надземную часть взвешивают.
По данным биометрического анализа для каждой группы вычисляют: среднюю массу надземной части и всего растения в
целом; отношение массы тонких корней к массе надземной части;
средний диаметр и высоту, их отношение. Все эти показатели
вычисляют и для пробы в целом. На основе полученного комплекса биометрических характеристик дают оценку посадочного
материала каждой группы.
По отношению массы мелких корней к массе надземной части определяют способность растений успешно приживаться после пересадки: чем больше относительное значение массы мелких
корней, тем растения легче переносят пересадку и быстрее укореняются. В качестве минимальных значений этого показателя
можно принять следующие придержки (табл. 5.19).
164
165
Таблица 5.19
Отношение массы тонких корней к массе надземной части,
при котором обеспечивается приживаемость растений
после пересадки не менее 90% [Смирнов, 1978].
Сосна
Ель
Средняя масса
надземной
части растений
в сыром
состоянии, г
Отношение
массы тонких
корней к массе
надземной
части
Средняя масса
надземной
части растений
в сыром
состоянии, г
Отношение
массы тонких
корней к массе
надземной
части
1–2
1:8
1–2
1:9
2–6
1:9
2–4
1:11
6–10
1:10
4–6
1:13
10–14
1:11
6–8
1:15
14–18
1:14
8–10
1:17
18–22
1:16
10–14
1:20
22–26
1:19
14–18
1:23
26–30
1:21
–
–
30–34
1:23
–
–
Группа растений, у которых отношение массы тонких корней
к массе надземной части меньше, чем указано в таблице 5.19, не
следует рекомендовать для производства лесных культур.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Отношение диаметра к высоте сказывается на приживаемости сеянцев и саженцев после пересадки в том случае, когда оно
значительно уменьшается под влиянием чрезмерной густоты в
питомнике. Наибольшее влияние перегущенности испытывают
отставшие в росте особи, поэтому следует отбраковать группы
отставших в росте растений, у которых отношение диаметра к высоте более, чем на 10% отличается от меньшего среднего значения
этого показателя для всей анализируемой пробы посадочного материала, если даже их размеры соответствуют требованиям стандарта. Если же группы отставших в росте растений незначительно
(менее 10%) отличаются от среднего по отношению диаметра к
высоте, то отбраковка по этому показателю не требуется.
По средней массе растений судят об устойчивости их к заглушению травянистой растительностью и к другим неблагоприятным факторам среды.
Чем крупнее посадочный материал, обладающий оптимальным
соотношением массы мелких корней к массе надземной части,
диаметра и высоты, тем он устойчивее в посадках на вырубках.
Минимальная масса и размеры его должны соответствовать требованиям действующих стандартов на сеянцы и саженцы деревьев и кустарников.
По отношению индивидуальной массы к средней массе анализируемой пробы растений определяют потенциальную энергию
роста их в лесных культурах. Чем больше величина этого отношения у растений, тем лучше они растут после пересадки и
образуют более продуктивное насаждение – отборные сеянцы или
саженцы.
Отборный посадочный материал – это растения с относительной массой более 1,2. Представленность таких особей невелика и
применять их следует прежде всего на самых плодородных почвах
для выращивания особо ценных высокопродуктивных насаждений. Наиболее представленную по количеству группу растений с
относительной массой 0,4–1,2 следует использовать как обычный
стандартный посадочный материал. Отбраковке подлежат только
сильно отставшие в росте в питомнике растения с относительной
массой до 0,4.
Саженцы и сеянцы выделенных групп, удовлетворяющие указанным выше требованиям по отношению массы мелких корней
к массе надземной части, диаметра к высоте, по массе и размерам
являются пригодными к посадке. Если один из этих показателей
не соответствует требованиям, сеянцы или саженцы признают
непригодными к посадке и всю группу растений бракуют при
сортировке.
Пригодные к посадке сеянцы или саженцы, минимальные высота и диаметр которых соответствует придержкам действующих
ГОСТов, относятся к стандартным, а высота и диаметр которых
в 1,5 раза и более превышают минимальные придержки ГОСТа,
признаются крупными.
Следует иметь в виду, что эффективность массового отбора высокопродуктивных растений повышается с улучшением условий
выращивания посадочного материала, поэтому отборные сеянцы
и саженцы необходимо получать из партий с наибольшей средней
массой для данного возраста растений, выращенных в наиболее
благоприятных условиях. Сортировка каждой партии посадочного материала производится по образцам.
В качестве образцов отбирают наименьшие по массе, пригодные к посадке или отборные растения. При сортировке бракуют
все растения, не достигшие размеров образцов. При этом принимается во внимание не только высота и диаметр растений, но и
степень развития корневых систем и охвоенности. Для каждого
сортировщика отбирают по 10 таких образцов.
Например, проведена оценка партии сеянцев, средняя масса
которых составила 5 г. По той или иной причине оказалась непригодной группа растений с массой до 0,2 от средней, остальные с
массой 0,2 от средней и более пригодны к посадке. В этом случае
в качестве образцов отбирают растения, масса которых составляет 0,2 от средней, или 1 г. По данным биометрического анализа
сеянцев находят, при каких диаметрах и высотах растений их
масса составляет 1 г. Отбирают нужное количество сеянцев этих
размеров, отмывают корни, уточняют их вес и используют в качестве образцов при сортировке.
По средним величинам биометрических показателей пригодных к посадке растений отдельных партий посадочного материала, отличающегося по виду, возрасту, экологическим режимам,
агротехническим и другим приемам выращивания, дается сравнительная лесокультурная оценка его качества. Сравнительная
оценка обычного посадочного материала различных партий производится: а) по отношению массы тонких корней к массе надзем-
166
167
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ной части; б) по средней массе и размерам растений; в) по интенсивности отбора, определяемого долей отбракованных растений
(отборные сеянцы или саженцы). Чем больше средние значения
этих показателей, тем лучше качество посадочного материала.
В тех случаях, когда у сравниваемых партий один из показателей
больше, а второй меньше, оценку дают для конкретных условий,
где намечено создание лесных культур. Например, для условий с
возможным дефицитом влаги в почве и слабым разрастанием травостоя предпочтение следует отдавать посадочному материалу с
лучшим относительным развитием корневой системы, а для условий с благоприятным гидротермическим режимом почвы и более
интенсивным развитием напочвенного покрова – более крупным
сеянцам или саженцам.
В зависимости от свойств посадочного материала каждая партия предназначается для конкретной лесокультурной площади,
исходя из лесорастительных условий и цели выращивания насаждения. Кроме того, на основе объективной комплексной оценки
качества посадочного материала можно при необходимости оперативно совершенствовать агротехнику и технологию его выращивания.
Во всех лесорастительных условиях более устойчив к неблагоприятным факторам среды крупномерный посадочный
материал с высоким отношением массы мелких корней к массе
надземной части и с ненарушенным соотношением диаметра
и высоты растений. В связи с этим следует выращивать наиболее крупные сеянцы и саженцы при самых благоприятных
экологических режимах в возможно короткий срок. Удлинение
срока выращивания с целью получения крупного посадочного
материала ведет к ухудшению его качества вследствие снижения степени развития корневой системы относительно надземной части. При современной технологии допустимый срок
выращивания сеянцев в открытых питомниках не должен превышать для сосны 3, ели – 4, а в полиэтиленовых теплицах и
для сосны и для ели – 2 лет. При выращивании укрупненных
сеянцев в открытом питомнике желательно производить подрезку корней, стимулирующую формирование более мочковатой корневой системы.
Саженцы ели выращивают в школьном отделении не более 3,
сосны – не более 2 лет. Высокие требования к развитию и форми-
рованию корневой системы у саженцев и сеянцев в значительной
степени обусловлены неизбежным ее повреждением и деформацией в процессе пересадки, поэтому почвы питомников и субстрат
в полиэтиленовых теплицах должны обладать не только высоким плодородием, но и благоприятными физико-механическими
свойствами, обеспечивающими компактное развитие мочковатой
корневой системы и минимальное ее повреждение при выкопке
растений.
Пропорциональность соотношения диаметра и высоты сеянцев
и саженцев нарушается под действием чрезмерного загущения посевов и посадок и интенсивного развития сорняков, поэтому ни в
коем случае нельзя допускать разрастания сорняков как в посевном, так и в школьном отделениях питомника и строго соблюдать
установленную норму высева и густоту посадки.
Крупномерный посадочный материал, особенно саженцы, намного дороже стандартных сеянцев.
Вместе с тем основное преимущество крупного посадочного
материала – высокая устойчивость к неблагоприятным факторам,
особенно к заглушению травянистой растительностью, по сравнению со стандартными сеянцами – в значительной мере различается в зависимости от особенностей лесорастительной среды. В связи с этим посадочный материал необходимо применять
дифференцированно с учетом его лесоводственно-экономической
эффективности.
В одинаковых климатических условиях факторы среды, лимитирующие приживаемость, устойчивость и рост древесных пород,
изменяются в зависимости от физико-механических и химических
свойств почвы и характера растительного покрова, тесно взаимосвязанного с почвенными условиями.
На лишайниковых и вересковых вырубках приживаемость лесных культур затрудняется из-за дефицита влаги, обусловленного
слабой водоудерживающей способностью почвы, а рост замедляется от недостатка элементов питания. Основным требованием к
посадочному материалу является высокое отношение массы тонких корней к массе надземной части. Успешно приживаются и растут стандартные сеянцы с хорошо развитой мочковатой корневой
системой без проведения агротехнических уходов. Применение же
крупномерного отборного посадочного материала, особенно са-
168
169
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
женцев, в этих условиях экономически пока не оправдано.
На вырубках черничных и брусничных типов леса с более
благоприятными почвенными условиями искусственное восстановление хвойных пород затрудняется главным образом заглушением травянистой и нежелательной древесной растительностью. Здесь наиболее эффективны пропорционально развитые
крупномерные и отборные сеянцы, а на задернелых злаковых
вырубках – стандартные саженцы сосны и ели. Посадка в этих
условиях более дорогого крупномерного материала дает существенный экономический эффект за счет сокращения затрат на
агротехнические и лесоводственные уходы и улучшения качества лесных культур.
При выборе посадочного материала для конкретной лесокультурной площади следует учитывать и способ обработки почвы.
Так, например, при посадке по пластам, где в сухие годы сильно
пересыхает почва, необходимо подбирать сеянцы и саженцы с
более высоким отношением массы мелких корней к массе надземной части.
На крупнотравных и злаковых вырубках кисличных и травянистых типов леса с наиболее плодородными почвами особенно большую опасность для лесных культур представляют буйно
разрастающийся травостой и обильно поселяющиеся нежелательные лиственные породы. В этих условиях наиболее эффективны
крупные и отборные саженцы. Из отборных саженцев необходимо
выращивать целевые высокопродуктивные насаждения плантационного типа. Наибольший эффект в повышении продуктивности
лесных культур от применения посадочного материала достигается на самых плодородных почвах.
На периодически и постоянно избыточно увлажненных заболоченных вырубках искусственное восстановление хвойных пород сдерживается физическими свойствами, водно-воздушным и
тепловым режимом почвы, а также травянистой и нежелательной
древесной растительностью, особенно на потенциально плодородных почвах.
Отрицательное влияние на состояние лесных культур неблагоприятных условий устраняется в основном посредством гидротехнической мелиорации и механической обработки почвы. Вместе
с тем важная роль в предотвращении отпада лесных культур от
выжимания корней растений при замерзании и оттаивании почвы
принадлежит крупномерному посадочному материалу.
Таким образом, основным требованием к посадочному материалу при создании лесных культур на избыточно-увлажненных
вырубках является устойчивость к выжиманию корней морозом и
заглушению травянистой и нежелательной древесной растительностью.
Наибольшего успеха при искусственном облесении осушенных
низинных почв низинных болот можно достичь только посадкой
стандартных и отборных саженцев ели. При создании благоприятных гидротехнических условий посредством соответствующих
приемов обработки почвы в сочетании с осушительной мелиорацией на долгомошных вырубках хорошие результаты дает посадка
стандартных и укрупненных сеянцев.
В соответствии с принципами комплексной оценки и действующими стандартами разработаны предложения по применению
посадочного материала в зависимости от лесорастительных условий вырубок северной и средней подзон европейской тайги, для
каждого вида посадочного материала определена потребность в
агротехнических уходах (табл. 5.20).
Агротехнические уходы не проводятся и не требуются в тех
случаях, когда лесные культуры к моменту восстановления напочвенного покрова после обработки почвы не попадают под основной полог травостоя.
Придержки по числу агротехнических уходов за лесными культурами в зависимости от типов леса и вырубок, вида
и размера посадочного материала приведены для того, чтобы
можно было дифференцированно применять сеянцы и саженцы
с учетом конкретных производственно-экономических условий.
Исходя из этих придержек, следует определить затраты на агротехнические уходы. Сопоставляя затраты на агротехнические
уходы со стоимостью посадочного материала и учитывая другие
факторы (обеспеченность рабочей силой, наличие посадочного
материала, уровень механизации производственных процессов
и т.д.), можно наиболее рационально распределить имеющийся
посадочный материал по конкретным лесокультурным площадям в зависимости от их лесорастительных условий и цели выращивания насаждений.
170
171
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.20
Рекомендации по дифференцированному применению
посадочного материала
Группа
типов лесов
Тип
вырубок
Порода
Вид
посадочного
материала
Стандартные
сеянцы
Не требуется
2. Сосняки и ельники
брусничные, черничные
на песчаных и
супесчаных подзолах
Стандартные
сеянцы
Не требуется
Задернелые,
луговиковые,
вейниковые
3. Сосняки и ельники черничные
на подзолистых
супесчаных
и
суглинистых почвах
Свежие
вырубки
или слабозадернелые,
луговиковые,
вейниковые,
кипрейнопаловые
Группа
типов лесов
Тип
вырубок
Порода
Потребность
в агротехническом уходе
1. Сосняки ли- Лишайниковые, Сосна
шайниковые, вевересковые
ресковые на песчаных подзолах
Свежие
вырубки
или слабо
задернелые
луговиковые,
вейниковые,
кипрейнопаловые
Продолжение табл. 5.20
Сосна
Стандартные
сеянцы
Крупные
сеянцы
или
стандартные
саженцы
Стандартные
сеянцы
Крупные
сеянцы
Ель
Стандартные
саженцы
Стандартные
сеянцы
Крупные
сеянцы
Ель
Сосна
Сосна
Сосна
172
Стандартные
сеянцы
Один уход
на 2-3-й
годы
Крупные
сеянцы
или
стандартные
саженцы
Не требуется
Стандартные
сеянцы
Один уход
на 2-3-й
годы
Крупные
сеянцы
или
стандартные
саженцы
Не требуется
Вид
посадочного
материала
Задернелые,
луговиковые,
вейниковые
4. Сосняки и
ельники кисличные на дерновослабоподзолисКипрейные,
тых дерново-карСосна
крупнотравные
бонатных супесчаных и легкосуглинистых почвах
173
Стандартные
саженцы
Стандартные
саженцы
Крупные
сеянцы
Потребность
в агротехническом уходе
Один уход
на 2-3-й
годы
Не требуется
Один уход
на 2-4 годы
Один уход
на 2-3-й
годы
Не требуется
Один уход
на 2-4 годы
Один уход
на 2-3-й
годы
Не требуется
Один уход
на 2-3-й
годы
Один уход
на 2-4 годы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 5.20
В настоящее время в нашей стране и за рубежом все большее признание получает клоновая селекция древесных пород,
позволяющая создавать высокопродуктивные насаждения вегетативным потомством лучших деревьев. Выращивание черенковых
саженцев ели возможно только от деревьев до 20-летнего возраста
из-за их низкой приживаемости в случае взятия черенков с деревьев более старшего возраста. Лучшие результаты в укоренении
черенков наблюдаются в том случае, если они срезаются с молодых перспективных растений. Однако сделать оценку перспективности деревьев по прямым признакам продуктивности в этом
возрасте довольно трудно, потому что на рост деревьев оказывают сильное влияние факторы среды. Для этой цели все шире
используют методы ранней диагностики на основе выявленных
связей между морфо-биологическими признаками семян, сеянцев
и саженцев с ростом растений в последующие годы.
У ели обыкновенной выявлен ряд ценных косвенных признаков, использующихся в ранней диагностике наследственных
свойств. Одним из признаков, который образуется на самой ранней стадии развития организма, в слабой степени подвержен влиянию факторов внешней среды, подчинен законам расщепления и
характеризует ростовые качества исходных форм и их потомства,
является число семядолей. В ранней диагностике используют также начало и окончание роста особей [Веверис, 1970; и др.], густоту
охвоения побегов, размеры хвои, почек и прочие.
К числу признаков, которые формируются в раннем возрасте
и существуют на последующих этапах онтогенеза, которые тесно связаны с другими признаками (тип ветвления по Сильвену)
и отражают продуктивность спелых деревьев, относятся степень
проявления мутовчатости, размерные соотношения мутовчатых и
вставочных побегов [Попов, Тучин, Сурсо, 1984, 1986].
По характеру ветвления кроны выделяют от 2 до 9 форм ели.
Число таксонов зависит от числа установленных у основных
форм (гребенчатая и плосковетвистая) промежуточных переходных форм. Большинство исследователей [Шишков; Sylven; и др.],
изучавших рост елей разного типа ветвления в средневозрастных, приспевающих и спелых естественных популяциях, пришли
к выводу, что гребенчатая форма ели является наиболее быстро
растущей, а плосковетвистая – медленно растущей. Хороший рост
гребенчатой ели по Сильвену связан с наиболее благоприятным
расположением хвои по отношению к свету.
Исследования В.Я. Попова, П.В. Тучина и М.В. Сурсо (1986)
проводились в условиях Европейского Севера и показали, что отбор лучших особей ели по признакам продуктивности (высота,
диаметр), проведенный сначала среди 3-летних сеянцев в питомнике, а затем среди 8–10-летних саженцев в посадочных местах,
не привел к однообразию 23-летней популяции. Особи ели различались по типу ветвления кроны, росту и развитию (табл. 5.21).
Структура культур ели по типу ветвления кроны осталась
близкой к структуре естественных популяций. Среди форм ели по
типу ветвления лучше других растут особи с гребенчатым типом.
174
175
Группа
типов лесов
5. Сосняки и ельники долгомошные и черничные влажные на
дерново-глеевых,
перегнойно-глевых и торфянисто-глеевых низинных почвах
Тип
вырубок
Порода
Долгомошные
Вид
посадочного
материала
Стандартные
саженцы
Ель
Крупные и
отборные
саженцы
Сосна Стандартные или
крупные
сеянцы
Ель
Стандартные или
крупные
сеянцы
Потребность
в агротехническом уходе
Один уход
на 2-4 годы
Не требуется
Не требуется
Не требуется
Дифференцированное применение посадочного материала позволяет рационально использовать труд и денежные средства на
его выращивание и до минимума сократить трудоемкие уходы за
лесными культурами.
5.2. Отбор саженцев ели по признаку
четко выраженной мутовчатости
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.21
Размеры 23-летних деревьев ели на Устюженской лесосеменной
плантации в зависимости от типа ветвления кроны
Показатель
Гребенчатая
Число
наблюдений
шт.
123
%
27,8
Высота
М±m, м
6,3±0,10
σ, м
1,07
С, %
17,1
Р, %
1,5
Диаметр
ствола
на высоте
груди
М±m, см
10,2±0,22
σ, см
2,38
С, %
23,4
Р, %
2,1
Диаметр
кроны С-Ю
М±m, м
3,3±0,06
σ, м
0,62
С, %
18,5
Р, %
1,7
Диаметр
кроны З-В
М±m, м
3,2±0,06
σ, м
0,61
С, %
19,1
Р, %
1,7
Неправильно- Компактгребенчатая
ная
Плосковетвистая
Среднее
значение
для всех
форм
238
53,9
39
8,8
42
9,5
442
100
5,7±0,08
1,23
21,7
1,4
5,7±0,18
1,14
19,9
3,2
4,9±0,22
1,41
28.9
4,5
5,8±0,06
1,22
21,8
1,0
9,0±0,16
2,49
27,6
1,8
9,3±0,33
2,04
21,9
3,5
8,1±0,39
2,51
30,9
4,8
9,3±0,12
2,51
27,0
1,3
3,1±0,04
0,60
19,5
1,3
2,9±0,08
0,47
16,0
2,6
2,9±0,09
0,58
19,9
3,1
3,1±0,03
0,60
20,1
0,9
2,9±0,04
0,59
19,9
1,3
2,7±0,07
0,45
16,6
2,7
2,80,08
0,52
18,7
2,9
3,0±0,03
0,60
20,0
0,9
176
Они превосходят средние деревья популяции по высоте на 10–28%
и по диаметру на 10–40%. Деревья ели с плосковетвистым типом
ветвления кроны оказались меньше среднего дерева популяции по
высоте на 17–50% и по диаметру на 18–70%. Гребенчатой форме
они уступают по высоте и диаметру почти на 30%. Особи ели
с неправильно-гребенчатым и контактным типами ветвления занимают по размерам промежуточное положение.
Минимально допустимый возраст, когда у растений ели можно
определить будущий тип ветвления кроны, составляет 7–10 лет
[Попов, Тучин, Сурсо, 1984, 1986]. Молодые деревья ели, которые
в последствии формируют крону с гребенчатым типом ветвления, имеют четко выраженные мутовки, в каждой из которых,
как правило, бывает по 5-7 хорошо развитых побегов. Вставочные
(междумутовчатые) побеги развиты слабо и уступают по длине
и толщине мутовчатым побегам в 2 раза и более. Характерной
чертой молодых плосковетвистых елей является то, что у них
нет четко выраженных мутовок. Мутовчатые и вставочные побеги имеют примерно одинаковые размеры.
В своих исследованиях мы также использовали данный показатель. В питомнике Устьянского лесхоза по технологии АИЛиЛХ
[Мочалов, 1990] выращивались сеянцы ели из семян, собранных
на Устюженской лесосеменной плантации с деревьев, у которых
была четко выражена мутовчатость, и из семян популяционного
сбора. Характеристика семян представлена в таблице 5.22. Семена отличались по своим характеристикам. Так, масса 1000 семян
ели, собранных с особей с четко выраженной мутовчатостью, произрастающих на лесосеменной плантации, превосходила массу семян популяции на 51%, а их всхожесть была на 23,7% выше.
Таблица 5.22
Характеристика шишек и семян ели европейской
Происхождение
Деревья с четко выраженной мутовчатостью на лесосеменной плантации
Популяции
Биометрические
Масса
показатели шишек
1000 шт.
Длина, Шири- Масса, семян, г
см
на, см
г
Всхожесть
семян
на 15-й день,
%
10,3
2,6
22,7
7,1
93,5
8,3
2.3
12,6
4,7
69,8
177
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В посевах изучали структуру потомства по числу семядолей,
т.к. по мнению некоторых исследователей у хвойных пород этот
признак позволяет оценить будущую интенсивность роста, устойчивость к неблагоприятным условиям среды. В результате 300
наблюдений выяснилось, что сеянцы ели, выращенные из семян,
собранных с деревьев с четко выраженной мутовчатостью, отличаются большей представленностью особей с 8-11 семядолями
(табл. 5.23).
Наблюдения за этими растениями были продолжены после
пересадки их в культуры, созданные на вырубке из-под ельника
черничного. Показатели роста опытных культур представлены в
таблице 5.25.
Таблица 5.25
Состояние и рост двухлетних культур ели
Биометрические
показатели
Таблица 5.23
Категория
сеянцев
Расщепление по семядолям всходов ели обыкновенной
Происхождение семян
Деревья с четко выраженной мутовчатостью
на лесосеменной плантации
Популяции
Всхожесть, %, по числу семядолей
5
6
7
8
9
10
8-11
–
6,3
25,3
39,4
24,0
5,0
68,4
2,3
18,6
31,0
36,3
10,4
0,7
47,4
Это дает основание предполагать, что сеянцы, выращенные
из этих семян, будут в дальнейшем обладать более интенсивным
ростом. Двухлетние наблюдения подтвердили это предположение.
Так, двухлетние сеянцы ели из семян, собранных с деревьев с
четко выраженной мутовчатостью, превосходят сеянцы из семян
популяционного сбора по высоте, диаметру шейки корня, приросту в высоту и показателю Д2Н на 21,0, 38, 25 и 60% соответствено (табл. 5.24).
Таблица 5.24
Биометрические показатели двухлетних сеянцев ели
Диаметр
(М±м),
см
Прирост
по высоте
(М±м), см
Д 2Н,
см3
Деревья с четко выражен- 14,8±0,30
ной мутовчатостью на лесосеменной плантации
2,2±0,23
9,8±0,23
0,70
Популяции
1,6±0,18
7,8±0,24
0,36
Происхождение семян
Высота
(М±м),
см
12,2±0,30
178
Высота,
см
Из семян, собранных на лесосеменной плантации с
14,8
деревьев с четко
выраженной мутовчатостью
Из семян популя12,2
ционного сбора
Диаметр,
мм
Характеристика культур
ПриПриживарост
емость,
по высо%
те, см
Высота
(М±m),
см
Диаметр,
мм
2,2
9,8
81,5
18,7±1,0
3,5
1,6
7,8
77,7
15,6±0,8
3,3
Как видно из приведенных данных, сеянцы выращенные из
семян, собранных с деревьев с четко выраженной мутовчатостью
и в культурах отличаются более интенсивным ростом. Так, высота двухлетних растений этой категории сеянцев превышает
высоту особей из семян популяционного сбора почти на 20%
(табл. 5.25).
Нами также изучалась эффективность отбора 5-летних саженцев ели по признаку четко выраженной мутовчатости при создании лесных культур в условиях осушенного переходного болота
и вырубок из-под ельников черничных (табл. 5.26, 5.27).
Исследования показали, что 5-летние саженцы, отобранные
по данному признаку, отличаются более интенсивным ростом в
лесных культурах. Так, в 4-летних посадках (биологический возраст растений – 9 лет) особи с четко выраженной мутовчатостью
имеют высоту, диаметр и прирост по высоте соответственно на
31,3, 22,9 и 57,7% больше, чем несортированные растения (табл.
5.27). Еще бóльшие различия (почти в 2 раза) – в показателе
179
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.26
Состояние и рост 5-летних культур ели, созданных разным
посадочным материалом
Вид и возраст
посадочного
материала
Приживаемость,
%, в возрасте, лет
1
Высота
(Мm),
см
2
Прирост по высоте, см,
в возрасте, лет
2
4
5
Саженцы 5(2+3)
86,9 83,2 35,4±0,10 2,2±0,10
несортированные
─
3,4±0,10
Саженцы 5(2+3)
с четко выражен74,6 72,6
ными признаками мутовчатости
─
5,3±0,18
2,5±0,11
61,2±2,0 2,0±0,09 8,7±0,20
Саженцы 5(3+2),
отобранные по
о т нос и т е л ьной
68,2 54,7
массе (масса более 1,2 от средней)
68,2±2,5
Саженцы 5(3+2)
с четко выра81,2 61,0
женной мутовчатостью
81,2±2,8
1,7±0,05
Посадочный материал
11,1±0,3
13,1±0,3
Высота
(M±m),
см
Диаметр
(M±m),
мм
Прирост
по высоте
Д 2Н, см3
(M±m),
см
Осушенное переходное болото
35,4±1,8
3,8±0,15
3,4±0,12
5,1
Саженцы 5(2+3) с четко вы- 52,1±2,2
раженными признаками мутовчатости
4,7±0,19
5,3±0,20
11,5
Вырубка из-под ельника черничного
Саженцы 5(3+2) несортированные
Вырубка из-под ельника черничного
Саженцы 5(3+2)
н е с о р т и р ов а н - 80,9 53,8
ные
Биометрические показатели растений в 5-летних культурах ели,
созданных разным посадочным материалом
Саженцы 5(2+3) несортированные
Осушенное переходное болото
52,1±2,2
Таблица 5.27
61,2±2,0
13,1±0,30 13,1±0,30
105,0
Саженцы 5(3+2), отобран- 68,2±2,5
ные по относительной массе (масса более 1,2 от средней)
15,2±0,42 14,5±0,51
157,6
Саженцы 5(3+2) с четко вы- 81,2±2,8
раженной мутовчатостью
16,2±0,58 18,0±0,62
213,1
14,5±0,5
Д2Н, который наиболее тесно связан с объемом стволика [Беляев, 1982]. Обращает на себя внимание тот факт, что особи ели с
четко выраженным признаком мутовчатости по показателям роста
превышают растения, отобранные перед посадкой по относительной массе [Пигарев, Беляев, Сунгуров, 1987]. Так, их высота в
4-летних культурах больше на 6%, диаметр – на 20,4% прирост
по высоте – на 23,4%, а показатель Д2Н – на 60% (табл. 5.27).
Обследование 4-летних культур, созданных несортированными
саженцами 5(3+2), показало, что из 525 растений 152 (28%) были
с четко выраженным признаком мутовчатости. Это полностью совпадает с данными В.Я. Попова, П.В. Тучина и М.В. Сурсо (1986),
которые отмечают, что на еловой плантации около 30% особей от
общего числа растений составляют деревья с гребенчатым типом
ветвления кроны. Интересно отметить, что отбор саженцев 5(2+3)
перед посадкой по относительной массе не изменил структуру насаждения в 9-летнем возрасте по представленности особей с четко
выраженной мутовчатостью. Из 502 обследованных растений они
составляют 142 штуки, или 28,3%.
Известно, что минимально допустимый возраст, когда у растений ели можно определить будущий тип ветвления кроны, составляет 7–10 лет [Попов, Тучин, Сурсо, 1986]. Нами установлено
[Беляев, 1982], что на Севере саженцы ели следует выращивать в
180
181
2,1±0,08 13,7±0,05 18,0±0,6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
школьном отделении не более 3 лет, т.е. для посадки используются (самое большее) саженцы 6(3+3) лет. В связи с этим представляет определенный интерес установление точности определения
будущего типа ветвления кроны у ели в более молодом возрасте.
С этой целью перед посадкой 5(3+2) отбирали летние саженцы по
признаку четко выраженной мутовчатости. Спустя 4 года, когда
возраст растений в культурах составлял уже 9 лет, оказалось, что
только 50% особей составляют растения с данным признаком.
Следует отметить, что даже такая точность отбора на практике
вполне допустима, т.к. в последующем при проведении рубок ухода можно в первую очередь удалять растения с плосковетвистой
кроной и регулировать структуру насаждений густотой посадки.
Таким образом, исследования показали, что использование
саженцев ели с четко выраженной мутовчатостью позволяет значительно (на 25–30%) повысить продуктивность культур ели, по
крайней мере на первых этапах выращивания. Следует отметить
простоту отбора саженцев по этому показателю при их сортировке перед посадкой по сравнению с предложенным ранее отбором
по относительной массе [Пигарев, Беляев, Сунгуров], а также эффективность этого способа.
Треххвойные пучки не только увеличивают ассимиляционный
аппарат, но и улучшают его защитные функции. С увеличением
количества треххвойных пучков на центральном побеге у сосны
возрастает число смоляных каналов в хвое и лубе центрального
побега [Попов].
Анализ трехлетних сеянцев сосны показал, что особи с наличием треххвойных пучков превышают несортированные сеянцы
по высоте на 37,6%, по диаметру корневой шейки на 44% (табл.
5.29).
Таблица 5.28
Некоторые показатели роста сосен в популяциях в зависимости
от количества треххвойных пучков на центральном побеге
[Попов]
Количество треххвойных пучков, шт.
Показатель
0
Хвоя – самый чувствительный орган растений, чутко реагирующий на экологические условия обитания. Ее развитие тесно связано
с высотой, приростом и продуктивностью индивида. Морфология
хвои во многом зависит от генетических свойств дерева. Сила влияния наследственности на морфологию хвои у 13-летних деревьев
ели составляет 31–56% от суммы всех факторов. На генетическую
природу образования треххвойности также указывали В.Я. Попов,
В.М. Жариков (1974). По мнению ряда исследователей [Попов; Ковалев М.С., Ковалев Л.С.], особи сосны с признаком треххвойности
растут значительно интенсивнее растений, у которых данный признак отсутствует. Они в 10 лет превосходят их по высоте в среднем
на 20%. В 38-летней популяции преимущество сосен с признаком
треххвойности еще более существенно (табл. 5.28). Они превышают растения с двуххвойными пучками по высоте в среднем на 35%,
по диаметру на высоте груди – на 47%.
182
6–16
16 и
более
10-летняя популяция
Высота, см
5.3. Использование в лесокультурном производстве
сеянцев сосны с наличием треххвойных пучков
1–5
88,8±3,2 100,6±2,5 103,8±2,4 132,6±4,9
Прирост в высоту за 1967 13,1±0,4
год, см
14,8±0,4
18,5±0,6
20,2±1,1
Прирост в высоту за 1968 20,1±0,3
год, см
20,2±0,8
26,2±1,8
26,3
Прирост в высоту за 1969
год, см
11,0±0,2
13,0±0,3
15,8±0,4
9,8±0,3
35-летняя популяция
Высота, см
6,8±0,2
8,5±0,2
9,6±0,2
10,4±0,2
Диаметр на высоте груди
4,4±0,2
5,1±0,8
5,8±0,3
8,0±0,3
Прирост в высоту за 1968 18,6±1,1
год, см
30,1±1,5
34,1±1,4
36,0±1,4
Прирост в высоту за 1969
год, см
9,5±1,0
12,0±0,9
17,4±0,9
25,0±0,6
Прирост в высоту за 1970 10,0±0,7
год, см
17,5±1,1
21,7±0,9
26,9±0,6
183
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.29
Таблица 5.30
Биометрические показатели 3-летних сеянцев сосны
Вариант опыта
Несортированные сеянцы
Состояние и рост культур сосны
Высота
(М±м), см
Диаметр
(М±м), мм
Д 2Н
15,4±0,41
2,5±0,08
0,69
Вид и
возраст
посадочного
материала
Приживаемость, %,
в возрасте,
лет
1
Прирост по высоте, см,
в возрасте, лет
Высота
(М±м), см
2
1
2
3
4
5
16,4
25,6
26,9
Осушенное переходное болото, 5-летние культуры
Сеянцы, отобранные по относительной массе (масса
более 1,2 от средней)
Сеянцы с наличием треххвойных пучков
19,8±0,38
21,2±0,55
3,2±0,10
3,6±0,11
2,02
2,74
Эффективность отбора сеянцев при создании культур сосны
по наличию треххвойных пучков на центральном побеге изучались нами в условиях осушенного переходного болота и вырубок
из-под ельника черничного. Состояние и рост опытных культур приведены в таблице 5.30. Низкая приживаемость 5-летних
культур объясняется тем, что сеянцы сосны еще в питомнике
были заражены склеродерриозом (побеговый рак сеянцев) [Беляев, Елизаров, 1990]. Интересно отметить, что если приживаемость на второй год у несортированных сеянцев снизилась на
50%, то у сеянцев с трехвойными пучками – только на 4% (табл.
5.30). Это подтверждает вывод В.Я. Попова (1976) о повышенных защитных функциях особей сосны с наличием треххвойных
пучков.
Наблюдения за ростом культур, созданных сеянцами с наличием треххвойных пучков, показало, что они растут значительно
интенсивнее. Так, их высота в 5-летних культурах (биологический
возраст 8 лет) превосходит высоту растений из несортированных
сеянцев на 16%. Ежегодный прирост по высоте выше на 9–21%
(табл. 5.30).
Биометрические показатели растений в 4-летних культурах
также выше в вариантах посадок сеянцев с наличием треххвойных пучков (табл. 5.31).
184
Сеянцы 3 лет, несортированные
47,4
24,7
90,3±4,0
3,1
10,6
Сеянцы 3 лет отобранные по относительной массе (масса 1,2 от среднего)
66,3
48,0
120,7±5,5
3,3
11,3
21,5
30,5
29,9
Сеянцы 3 лет с наличием треххвойных пучков
75,3
71,2
108,3±6,2
3,3
11,8
–
31,0
29,9
Осушенное переходное болото, 4-летние культуры
Сеянцы 2 лет (1 год
в теплице + 1 год
без пленки) несортированные
92,9
74,8
59,2±2,0
9,8
–
12,9
14,4
–
Сеянцы 2(1+1), отобранные по относительной массе
96,8
77,9
61,6±2,6
10,8
–
13,2
15,7
–
Сеянцы 2(1+1) с наличием треххвойных пучков
99,3
88,1
66,0±2,0
9,3
–
14,4
16,9
–
Вырубка из-под ельника черничного, 5-летние культуры
Сеянцы 3 лет несортированные
75,6
73,5
54,8±2,6
1,2
3,4
9,9
14,7
15,0
Сеянцы 3 лет, отобранные по относительной массе
79,0
71,5
56,2±2,6
1,4
3,6
10,4
15,9
15,4
Сеянцы 3 лет с наличием треххвойных пучков
78,0
73,8
65,7±1,3
1,3
4,3
10,4
14,4
16,1
185
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Различия в показателе Д2 Н между растениями с наличием
треххвойных пучков и несортированными сеянцами составили
48% (табл. 5.31). Преимущество в их росте по сравнению с
растениями, отобранными по относительной массе [Пигарев,
Беляев, Сунгуров] не столь существенны. Таким образом, наши
исследования в какой-то мере совпадают с данными В.Я. Попова и В.М. Жарикова (1974) о повышенной энергии роста
особей сосны с наличием треххвойной пучков в 20–40-летнем
возрасте.
Таблица 5.31
Биометрические показатели растений в 4-летних культурах
сосны на вырубке из-под ельника черничного
Высота
(М±м), см
Диаметр
(М±м),
мм
Прирост
по высоте
(М±м), см
Д2Н, см³
35,5±0,18
8,1±0,31
14,7±0,61
29,2
Отобранные по относи- 41,6±0,17 10,3±0,33 15,9±0,60
тельной массе
44,1
С наличием треххвойных 45,6±0,16
пучков
43,8
Трехлетние сеянцы
Несортированные
9,8±0,30
14,4±0,63
Селекция на треххвойность сосны обыкновенной при сортировке посадочного материала и отборе деревьев при рубках ухода и разреживаниях позволит заметно повысить продуктивность
создаваемых насаждений.
5.4. Отбор наиболее перспективных происхождений
и форм древесных пород при создании
лесных культур
Для создания и выращивания высокопродуктивных насаждений крайне важен правильный выбор климатических и экологических форм древесных пород. Знание их биологии, лесоводственных и экологических свойств, наиболее полно соответствующих
186
конкретным естественноисторическим условиям лесокультурных
площадей, обеспечит высокую продуктивность и устойчивость
создаваемых лесных культур.
Отбор хозяйственно ценных климатипов и форм древесных
пород для использования их при создании лесных культур различного целевого назначения может рассматриваться как эффективное средство повышения их продуктивности. Выбор лучших
климатипов не связан с капитальными затратами. Между тем, эффект их использования наблюдается как в отношении быстроты
роста деревьев, так и в отношении качества древесины, резистентности растений и т.д. [Патлай; Вересин, Иванов; Редько, Родин,
Трещевский].
Эффект от селекции географичесих экотипов колеблется от 10
до 70%. Основой для отбора высокопродуктивных популяций в
раннем возрасте служит высокая изменчивость потомства ели по
высоте, диаметру и объему ствола, а характер роста закреплен в
разных климатипах наследственно [Редько, Родин, Трещевский;
и др.].
С учетом этих данных при закладке опытных культур ели в
Кадниковском лесхозе Вологодской нами проведено испытание
различного по происхождению потомства ели. Семена для выращивания посадочного материала были заготовлены в Вологодской, Псковской, Калининской, Новгородской, Ленинградской и
Витебской областях. Посадочный материал выращивали сотрудники группы географических культур по технологии Архангельского института леса и лесохимии [Мочалов, 1990] в питомнике
Череповецкого лесхоза. В таблицах 5.32-5.34 показаны биометрические показатели 2-летних сеянцев и саженцев 4(2+2), выращенных из этих семян.
Наиболее интенсивным ростом в питомнике и школьном отделении отличались сеянцы и саженцы из семян Псковской, Вологодской, Новгородской и Ленинградской областей (см. табл. 5.32).
У этих же климатипов наблюдается лучшее развитие листового
аппарата: большее количество хвои на 1 см побега, повышенное количество почек на 10 см побега и более длинная хвоя (см.
табл. 5.33). Биомасса растений у названных климатипов также
выше (см. табл. 5.34).
187
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.33
Характеристика листового аппарата саженцев ели 4(2+2)
разных происхождений
Происхождение
семян
(область)
Количество хвои,
шт. на 1 см
побега
Количество почек,
шт. на 10 см
побега
Длина побега
М±m, см
С, %
Псковская
19
4
14,3±0,32
21,1
Вологодская
19
5
11,3±0,31
20,8
Калининская
18
4
10,6±0,36
23,8
Новгородская
15
5
9,8±0,32
27,3
Ленинградская
15
4
13,6±0,39
20,9
Витебская
17
3
11,9±0,35
24,5
Таблица 5.34
Биомасса саженцев ели 4(2+2) разных происхождений
в абсолютно сухом состоянии, г
Происхождение семян
(область)
Корни
Стволик
и побеги
Хвоя
Общая
Псковская
2,66
4,09
4,02
10,77
Вологодская
2,40
3,87
2,92
9,19
Калининская
2,63
3,80
3,57
10,00
Новгородская
2,44
3,38
2,71
8,59
Ленинградская
3,26
5,65
3,65
12,56
Витебская
2,84
3,34
3,69
9,87
После пересадки в культуры закономерности роста, отмеченные у саженцев в питомнике, сохранились. Высокой приживаемостью (77,4–83,6%) отличались саженцы Псковского, Калининского, Ленинградского происхождений (табл. 5.35). Наибольший
прирост в высоту на третий год отмечен у ели из семян Псковской, Вологодской и Новгородской областей. Кроме того, отбор
перед посадкой внутри каждого происхождения растений по отно188
189
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сительной массе и признаку мутовчатости сказался на интенсивности роста их в культурах. Прирост по высоте и биометрические
показатели растений в 3-летних культурах выше у отборных по
массе и признаку мутовчатости особей, чем у несортированных
саженцев. Показатель Д²Н, наиболее тесно связанный с объемом
стволика, достигает наибольших значений (77,8; 77,2; 65,8 см³)
у отборных по массе саженцев соответственно из Калининского, Псковского и Ленинградского климатипов (табл. 5.35). Эти
значения соответственно на 60, 63,2 и 26,9% выше показателей
несортированных саженцев названных климатипов.
Таким образом, эффекивность использования лучших климатипов ели для создания культур существенно повышается, если
среди них также проводить отбор наиболее быстрорастущих особей по прямому (относительная масса) и косвенномиу (степень
выраженности мутовчатости) признакам.
Известно, что у ели европейской имеются четко выраженные
фенологические рано- и позднораспускающиеся формы. Наиболее
распространена точка зрения, что более быстрым ростом обладает
позднораспускающаяся форма [Каппер; Веверис, 1969; и др.].
Благодаря позднему началу вегетации в молодом возрасте,
она значительно реже повреждается весенними заморозками и
поэтому быстрее растет, формируя более прямые, менее сучковатые стволы, нежели ранораспускающаяся форма ели. С целью
изучения эффективности использования разных феноформ ели
при создании лесных культур на питомнике Устьянского лесхоза среди 2-летних сеянцев ели нами были выделены рано-,
средне- и позднораспускающиеся формы. Срок распускания почек у ели в 1990 году составил 22 дня: начало – 17 мая и окончание – 7 июня. Обработка полученных данных по методике
А.Л. Вевериса (1969) позволила выделить поздно- и ранораспускающиеся формы. Те особи, у которых почки распустились
с 17 по 25 мая, относили к ранораспускающимся, а сеянцы, у
которых почки распустились со 2 по 7 июня, – к позднораспускающимся.
Замеры сеянцев показали, что рост в питомнике сеянцев этих
феноформ практически не различался. Если некоторое преимущество по высоте отмечено у ранораспускающихся форм, то показатель Д²Н незначительно выше у позднораспускающейся ели
(табл. 5.36).
190
191
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
192
193
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В следующем году эти сеянцы были высажены в опытные культуры (участок «Солица 2а»). Все феноформы сеянцев характеризуются высокой приживаемостью в культурах
(82–93%). Тенденция к более интенсивному росту у позднораспускающейся формы сохранилась и спустя 3 года после
посадки (см. табл. 5.36).
Например, прирост по высоте на третий год в культурах у этой
феноформы был на 5% выше, чем у ранораспускающейся и на
16,5% выше, чем у среднераспускающейся формы. Можно предположить, что и в дальнейшем эта феноформа ели будет отличаться
лучшим ростом и меньше страдать от ранневесенних заморозков.
Данные, полученные в других регионах, подтверждают эти предположения [Веверис, 1969, 1970].
Вопросы ранней диагностики быстроты роста разработаны
не одинаково для различных древесных пород. Например, для
лиственницы этот вопрос остается до сих пор практически открытым. Формы лиственницы сибирской по окраске женских шишек выделены давно, однако их селекционное значение почти не
изучалось.
Лиственница сибирская, как и другие хвойные породы, имеет широкий спектр расщепления по числу семядолей. У нее
по аналогии с елью обыкновенной основную часть составляют
растения с 7 семядолями. Особи с 6 и 8 семядолями встречаются реже. Среди деревьев красношишечной формы особи с
хорошими наследственными свойствами (деревья, в потомстве
которых представленность 7-9-семядольных всходов превышает на 13% и более представленность таких всходов в потомстве
популяции этой же репродукции) встречаются в 3 раза чаще,
чем среди деревьев зеленошишечной формы [Перспективная
форма…].
Нами проведено испытание в культурах потомства данных
форм лиственницы в условиях средней подзоны тайги.
Сеянцы выращивали в теплице Устьянского лесхоза по технологии Архангельского института леса и лесохимии [Мочалов,
1990]. Анализ структуры потомства по числу семядолей на протяжении 300 наблюдений показал, что всходы красношишечной
формы с 7-9 семядолями составляют 71,3%, а зеленошишечной –
62,6%, различия по высоте однолетних сеянцев оказались несуществены (табл. 5.37).
194
Таблица 5.37
Расщепление по семядолям всходов лиственницы сибирской
Происхождение семян
З е л е н ош и ш е ч н ы е
особи на лесосеменной плантации
(ЛСП)
Кра снош и шеч н ые
особи на ЛСП
Всхожесть, %, с числом семядолей
4
5
6
7
8
9
7-9
0,7
6,7
30
43,7
16,3
2,6
62,6
–
3,7
25
49,3
18,4
4,0
71,3
Наблюдения за ростом потомства этих форм лиственницы в
культурах выявили некоторые преимущества растений из семян
красношишечной формы. Так, их приживаемость была выше на
12,8% в первый и на 4% во второй год выращивания. Различия
в приросте по высоте в 2-летнем возрасте составили 33,3%, а по
объему стволика (Д2Н) – 12,5%. Эти данные свидетельствуют,
что красношишечной форме лиственницы следует отдавать предпочтение в лесокультурном производстве.
5.5. Особенности сезонного роста селекционно
улучшенного посадочного материала
в лесных культурах
В настоящее время многие агротехнические и лесоводственные
мероприятия (прополка сорняков, внесение минеральных удобрений и др.) по повышению продуктивности насаждений проводятся без учета биологических ритмов роста и развития древесных
растений, которые формировались в процессе эволюции веками
в соответствии с почвенно-климатическими условиями. Этот вопрос наиболее полно разработан в области выращивания сеянцев
сосны и ели в питомниках [Редько, Родин, Трещевский].
Литература по сезонному росту отдельных пород довольно
обширна. Широко известны исследования С.Н. Сеннова (1968),
С.А. Мамаева (1970), А.В. Никитиной и О.М. Шапкина (1974),
А.Р. Родина (1977) в Московской области; И.Т. Кищенко (1978) в
Карелии; И.Н. Елагина (1976), А.И. Бузыкина и Л.С. Пшеничниковой (1980) в Красноярском крае и пр.
195
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обстоятельные работы по сезонному росту древесных пород, в
основном сосны и ели, в насаждениях естественного происхождения и частично в культурах выполнены на Европейском Севере
(табл. 5.38). Так А.А. Листов и А.И. Патов (1978), А.А. Листов и
В.Н. Коновалов (1984, 1988) изучали влияние минеральных удобрений на сезонный рост сосны в лишайниковых типах леса Архангельской области и Коми республике.
В пределах региона начало роста сосны колеблется от конца
апреля до второй декады июня, а продолжительность роста составляет от 32 до 65 дней. Такая изменчивость начала и продолжительности роста обусловлена характером весны (ранняя,
затяжная, поздняя) и погодными условиями.
Период роста в высоту молодняков ели непродолжителен и
обычно составляет в среднетаежных лесах 20-35 дней, в южнотаежных – 40-50 дней [Чертовской].
Исследований сезонного роста сосны и ели в культурах Севера
проведено значительно меньше и начаты они в 1964–1965 годах в
учебно-опытном лесхозе АЛТИ. Установлено, что продолжительность роста сосны разного географического происхождения составляет 58-60 дней. Побеги южных сосен, не успевшие вызреть,
побиваются ранними осенними заморозками.
В 1974–1975 годах на наших объектах (лаборатория лесных
культур АИЛиЛХ) проводили изучение сезонного роста Б.А. Сенчуков и Н.А. Бабич (1978), Н.А. Бабич (1993). Исследования выполнялись в 3-летних посадках, созданных 3-летними сеянцами
сосны и 4-летними сеянцами ели на участках с различной обработкой почвы (табл. 5.39) на долгомощной вырубке с торфянистоподзолистой почвой. Установлено, что начало роста и его окончание у сосны и ели в разные годы происходит неодинаково.
Затяжная, прохладная весна 1974 года и позднее прогревание
корнеобитаемого слоя почвы (до 6–8 °С) отодвинули сроки начала
роста сосны до 1-3 июня, а ели – до 15-18 июня. В результате этого
период сезонного роста растений был непродолжителен (у сосны –
30-35 дней, у ели – 28-32 дня). В условиях Архангельской области
рост ели в высоту начинается 1-12 июня [Мелехов, 1949]. Сосна тронулась в рост при температуре воздуха 12 °С, а ель – при 15-16 °С.
М.П. Синькевич и Г.В. Стадницкий (1960) считают, что с началом
роста побегов сосны должны заканчиваться весенние лесокультурные работы. Это мнение, по-видимому, является спорным.
196
197
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Максимальный прирост верхушечных побегов у сосны наблюдался в период между 16 и 20 июня, а ели – между 1 и 5 июля.
Кульминация прироста совпадала с очень жаркой сухой погодой.
Наибольший прирост у сосны и ели наступил через 15 дней после
начала роста. Максимальный суточный прирост за этот период
достигает у сосны 8 мм, у ели – 4 мм.
Весна 1975 года была ранней и дружной. Конец апреля и начало мая оказались теплее обычного для условий Архангельской
области (полуденные температуры достигали 15–20 °С). Раннее
тепло способствовало быстрому прогреванию ризосферы до температуры минимума (6-8 °С), необходимого для начала жизнедеятельности корней древесных пород. В результате необычно
теплой погоды сосна тронулась в рост 8-12 мая, ель – 25-30 мая,
т.е. на две недели раньше, чем в предыдущем году. Максимальный
прирост сосны и ели почти совпал и наблюдался в период между
17 и 25 июня. Снижение прироста побегов в длину началось в
конце июня, в то время как температура воздуха продолжала повышаться.
Период окончания роста ели не зависит от хода температур
[Стальская, Усова; Чертовской]. Подобную закономерность в динамике сезонного роста ели отмечает и Л.А. Кайрюкштис (1969),
но тем не менее некоторая зависимость ритма сезонного роста от
факторов внешней среды наблюдается отчетливо. Многие исследователи обращали внимание на зависимость прироста от флюктуации температуры воздуха [Молчанов, Преображенский].
В условиях Коми республики коэффициент корреляции между
суточным приростом и среднесуточной температурой воздуха достигает 0,63–0,82. Однако такая зависимость сохраняется до кульминации прироста. Особенно тесная связь прироста с температурой воздуха наблюдается в Архангельской области в период
интенсивного роста [Стальская, Усова].
Полностью рост у сосны прекратился 6-8 июля, у ели – 1112 июля. Во время интенсивного роста побеги сосны за сутки
увеличились на 10–20 мм, ели – до 10 мм.
Наибольший прирост в высоту (у сосны – 12–25 см, у ели –
6–10 см) наблюдался в посадках ели на фрезерованных грядках.
Они в 1,3–1,5 раза опережают в росте посадки на пластах. При
этом способе обработки почвы культуры отличались максимальным приростом на пятидневку (у сосны 46–54, у ели 16–23 мм)
в период интенсивного роста, а общая продолжительность была
198
199
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1,0
на 3–5 дней больше, чем в посадках на фрезерованных полосах
и пластах.
На пластах культуры трогались в рост на 3–5 дней позднее и
заканчивали прирост на несколько дней раньше, чем на фрезполосах. Ослабление роста при похолодании здесь более заметно, значительно ниже в период интенсивного роста был максимальный
прирост (у сосны – 25–36 мм, у ели – 7–14 мм) за пятидневку.
Представляют большой теоретический и практический интерес
исследования ритмов роста растений разных селекционных категорий. По имеющимся в нашем распоряжении данным, подобных
исследований на Европейском Севере ранее не проводилось.
Такие исследования проведены нами в 1993–1994 годах в
Устьянском лесхозе. Опытными объектами послужили 2-летние
посадки ели и лиственницы. Культуры ели созданы посадкой
2-летних сеянцев, выращенных из семян, собранных на Устюженской лесосеменной плантации с деревьев с четко выраженной мутовчатостью, и из семян популяционного сбора. Культуры
лиственницы созданы посадкой 2-летних сеянцев, выращенных из
семян, собранных на лесосеменной плантации с красношишечных
и зеленошишечных особей. Культуры заложены на вырубке ельника черничника с мелко подзолистой легкосуглинистой почвой,
обработанной по корчеванным машиной КМ-1 полосам и плугом
ПЛМ-1,3.
Рост центрального побега растений ели, выращенных из семян,
собранных с особей с четко выраженной мутовчатостью (гребенчатого типа ветвления кроны), начался в последней пятидневке
мая, а растений из семян популяционного сбора – в первую неделю июня (рис. 5.1). Максимальный прирост отмечен у сравниваемых вариантов и в тот же период (с 30 июня по 5 июля).
Максимальный прирост за пятидневку у потомства особей с четко
выраженной мутовчатостью составил 9,6 мм, а у растений из семян популяционного сбора – 8,4 мм. Общая величина прироста в
первом случае достигла 42 мм, во втором – 32 мм, что на 31,2%
выше. Растения из семян популяционного сбора закончили рост
центрального побега около 20 июля, а потомство ели с четко выраженной мутовчатостью – на неделю позднее. Таким образом,
потомство елей с четко выраженной мутовчатостью за вегетационный период отличается более продолжительным (на 10–12 дней)
периодом роста центрального побега по сравнению с потомством
популяции, а его абсолютная величина – на 31,3% выше.
Рис. 5.1. Развитие по пятидневкам ели обыкновенной, выращенной
из семян популяционного сбора (2), и семян, собранных с особей
с четко выраженной мутовчатостью (1) на лесосеменной плантации:
а) текущий прирост; б) ход среднесуточной температуры воздуха;
в) сезонный прирост
200
201
0,5
0
а
20
10
б
5
4
3
2
1
5
10
15 20
Июнь
25
30
5
10
15 20
Июль
25
30
в
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Изучение сезонного роста лиственницы красношишечной и
зеленошишечной форм показало, что первые начинают рост на
неделю раньше и заканчивают на 6–10 дней позднее. Максимальный прирост в обоих случаях, также как у ели, отмечен в период
с 30 июня по 5 июля. Величина его в эту пятидневку составила
у красношишечной формы 17 мм, у зеленошишечной – 14 мм.
Общая величина прироста за вегетационный период достигла 97
и 73 мм соответственно. Различия составили 32,8% (рис. 5.2).
Если сравнивать сезонный рост этих двух пород, то следует
отметить ряд особенностей. Лиственница в одинаковых условиях
с елью растет на 20–25 дней больше. Этот период достигается
главным образом за счет более позднего (на 10–15 дней) окончания роста. Общая величина прироста лиственницы в 2,2–2,3 раза
больше, чем у одновозрастных особей ели. Если сосна обыкновенная растет по высоте в среднем 40–60 дней, дуб – 10–15 дней, то
лиственница – 80–90 дней в году.
В 1994 году изучение сезонного роста растений в опытных
культурах было продолжено. Помимо указанных выше объектов,
наблюдениями были охвачены 5-летние культуры ели, созданные
несортированными саженцами 5(2+3), отобранными по относительной массе и признаку с четко выраженной мутовчатостью.
Рост центрального побега у несортированных растений начался на 3–5 дней позднее (с 10 по 15 июня), чем у отобранных по
массе саженцев и саженцев с признаком мутовчатости. Окончание их роста отмечено на пятидневку раньше (с 20 по 25 июля).
Хотя начало и окончание роста центрального побега у саженцев,
отобранных по массе и признаку мутовчатости, совпадают, последние росли значительно интенсивнее на протяжении всего вегетационного периода (рис. 5.3).
Характер кривой хода роста в высоту (одновершинная, многовершинная и т.п.) является интегральным показателем, отражающим комплекс эдафических и климатических условий местопроизрастания фитоценоза.
По мнению Н.А. Бабича (1993), если погодные условия вегетационного периода близки к среднемесячным многолетним данным, то в этом случае сезонный рост хвойных пород на Севере
происходит по одновершинной кривой, которую следует считать
биологической кривой роста деревьев на протяжении вегетационного периода. Похолодание, заморозки вызывают отклонения
от характерной динамики роста, т.е. от биологической кривой.
В сезон наблюдений (1993 г.) рост верхушечных побегов ели происходил по одновершинной кривой (см. рис. 5.3). В начале периода рост ели совпадал с увеличением среднесуточных температур
202
203
2,0
1,0
0
а
20
10
0
5
б
4
3
2
1
10
15
20 25
Июнь
30
5
10
15
20 25
Июль
30
5
в
Рис. 5.2. Развитие по пятидневкам красношишечной (1)
и зеленошишечной (2) форм лиственницы сибирской в 2-летних
культурах: а) текущий прирост; б) ход среднесуточной температуры
воздуха; в) сезонный прирост
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4,0
3,0
2,0
1,0
5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
Июнь
Июль
а
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
воздуха. В конце его, несмотря на увеличение температуры воздуха, прирост ели неуклонно уменьшался.
У лиственницы кривая роста носит иной характер. За период
наблюдений отчетливо заметно два пика прироста: первый – в
период с 30 июня по 5 июля, второй – с 30 июля по 5 августа.
Первый период интенсивного роста лиственницы и ели совпадал,
а второй у лиственницы отмечен в тот период, когда рост ели уже
прекратился. Второй период максимального роста побегов совпадал с периодом увеличения среднесуточной температуры воздуха
после ее спада с 5 по 15 июля.
Начало роста побегов зависит в первую очередь от температуры воздуха, а не почвы. В бореальных условиях доминирующим
фактором является температура воздуха [Лир, Польстер, Фидлер].
Окончание прироста, как правило, не связано с температурными условиями. Причина затухания сезонного роста объясняется
расходом ассимилянтов, эволюционно закрепленной ритмикой
роста, позволяющей сосне подготовится к зимнему сезону. Координирующая роль при этом принадлежит фитограммам. Рост
растения и отдельных его частей осуществляется по так называемому закону «большого периода роста Сакса» (образная кривая):
вначале он медленный (происходит увеличение количества клеток), затем быстрый (фаза растения) и, наконец, снова замедляется
(фаза дифференциации) [Дерюгина].
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в течение сезона вегетации селекционно улучшенный посадочный материал ели и лиственницы растет в культурах более интенсивно
и более длительный период. Лиственница по сравнению с елью
отличается более интенсивным ростом, что свидетельствует о ее
перспективности в решении проблемы ускоренного выращивания
лесов на Севере.
5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
Июнь
Июль
б
Рис. 5.3. Развитие ели обыкновенной в пятилетних культурах:
а) текущий прирост; б) сезонный прирост; 1 – саженцы
несортированные, 2 – саженцы отборные по массе, 3 – саженцы
с четко выраженной мутовчатостью
204
205
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
дрологическом и почвенном режимах. Изменение экологических
условий, безусловно, влияет и на растительный покров.
6.1. Территории с различными показателями КТП
Появление дистанционно-геотермического метода космической
съемки земной поверхности, способного зафиксировать конвективный тепловой поток Земли (КТП), позволило выявить зоны
с аномально высоким показателем КТП в бореальной зоне Европейского Севера и Западной Сибири, их естественный подогрев
[Горный, 1999, 2005]. В условиях Севера тепловой фактор является ведущим (лимитирующим) в развитии лесных экосистем. Для
более глубокого познания закономерностей пространственной
гетерогенности таежных экосистем как с научной, так и с практической точки зрения целесообразно оценить влияние КТП на
лесные биогеоценозы. Эти вопросы до настоящего времени практически не изучались.
На территории таежной зоны запада Русской равнины главное
влияние на продуктивность лесных биоценозов оказывают градиенты тепла, влаги и элементов минерального питания. Именно
эти условия являются лимитирующими в процессе продуцирования. Среди всех факторов, влияющих на лесные экосистемы,
особо выделяют тепловые характеристики экотопа. Это связано
с тем, что температурные параметры, такие как температура почвы и воздуха, определяют само возникновение и развитие биотических компонентов таежных экосистем. Согласно имеющимся
данным [Горный, 1999; Горный, Теплякова], на 5–10% территории
севера Европейской части России отмечается аномально высокий
конвективный тепловой поток Земли, достигающий десятков
Вт/м2 , что составляет до 25% летней среднесуточной нормы суммарной солнечной радиации. Это, вероятно, не может не сказаться
на микроклиматических особенностях таких территорий, их ги-
География территорий с повышенными и пониженными значениями КТП и их взаимосвязи с другими геоэкологическими параметрами ранее не изучались. Величина КТП в регионе зависит
от строения земной коры: мощности осадочного чехла, наличия
разрывов. Наиболее активным структурообразующим элементом
геологической среды являются тектонические разломы (рис. 6.16.4). Выделяют активные и пассивные разломы [Юдахин, Щукин,
Макаров] (рис. 6.3). Активность разлома устанавливается по интенсивности перемещений блоков (средняя скорость – не менее
сотых долей миллиметра в год), времени их появления, сейсмичности и повышенной проницаемости. Нами проанализирована
карта активных разломов северной части Восточно-Европейской
платформы, опубликованная в работе Ф.Н. Юдахина, Ю.К. Щукина и В.И. Макарова (2003).
При сопоставлении указанной карты активных разломов (см.
рис. 6.3) с картой КТП и тепловой картой Северо-Западного региона России было установлено пространственное совпадение
между ними, что подчеркивает их тесную связь. Распространение участков линейной формы с высоким значением КТП является следствием сложного разломно-блокового строения региона
[Кутинов, Чистова, 2001, 2004]. Данные аномалии наблюдаются,
например, в пределах Неленгской системы озер, рек Ваеньга и
Нондрус и других [Беляев, Бурлаков, 2005].
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что КТП является
одним из индикаторов активных разломов, а по аномально высоким его значениям можно судить о том, что разломы, ограничивающие геоблоки, мегаблоки и трансблоковые зоны, активизированы. О наличии разломов определенного простирания и узлов
пересечения их между собой на изучаемой территории говорит
тот факт, что здесь располагается область кимберлитового магматизма в пределах древней платформы.
С увеличением числа пересекающихся разломов степень раздробленности, проницаемости и глубинности тектонического узла
возрастает. Возникает вертикальная высокопроницаемая область,
206
207
Глава 6
ВЛИЯНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ
НА ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ
КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЗЕМЛИ)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
которая обеспечивает коро-мантийное взаимодействие и постоянный приток флюидов и глубинных газов, т.е. возникает глубинный стволовой канал повышенного тепломассобмена [Кутинов,
Чистова, 2001].
Рис. 6.1. Карта-схема структур фундамента изучаемой территории [Станковский, Якобсон]: 1 – Онежский грабен, 2 – Лопшеньгский блок Онежского грабена, 3 – Лямицкая ступень горста Ветреного пояса, 4 – Пурасозерская ступень Онежского грабена, 5 – Ненокская ступень Онежского
грабена, 6 – Емецкий блок Онежского грабена, 7 – Архангельский горст,
части Зимнегорского авлакогена: 8 – Падунский выступ, 9 – Керецкий
грабен, 10 – Кепинская ступень, 11 – Верхнезолотицкая ступень,
12 – Золотицкий выступ, 13 – Пачугский грабен
По-видимому, распространение обширных зон с аномальным
КТП в Мезенском, Лешуконском и ряде других районов коррелирует именно с увеличением числа пересекающихся тектонических
зон. В узлах пересечения разломов возникает высокий тепловой
поток.
Помимо этого, есть данные о существовании определенной
взаимосвязи геохимических, магнитных и гравитационных аномалий с разломами, что, несомненно, влияет на ход биологических процессов [Кутинов, Чистова, 2004].
Рис. 6.2. Схема новейшей тектоники сочленения Кольского блока Балтийского щита и Мезенской синеклизы [Шварцман, Широбоков]: 1-3 –
границы неотектонических структур: 1 – региональных, 2 – надпорядковых, 3 – 1-го порядка; 4 – сейсмически активные зоны глубинных
разломов; 5 – разломы в фундаменте; 6, 7 – магнитуды землятресений:
6 – более 3,5; 7 – менее 3,5; 8 – современный рельеф суши (а – 0-100 м,
б – выше 100 м), 9 – современный рельеф моря (а – 0-100 м, б – глубже
100 м); 10 – линия разреза литосферы в пределах суши. Региональные
структуры: БЩ – Балтийский щит, РП – Русская платформа. Надпорядковые структуры: А1 – Кольская антеклиза, А2 – Карельская антеклиза, Б1 – Мезенская синеклиза, Б2 – Канино-Тиманская гряда,
Б3 – Тимано-Печорская плита. Структуры 1-го порядка: I – ЗападноКарельский горст, II – Карельская ступень, III – Южно-Карельский грабен, IV – Северо-Карельский свод, V – Кандалакшско-Архангельский
грабен, VI – Онежский горст, VII – Беломорско-Кулойский свод, VIII –
Сафоновская впадина, IX – Пинежская впадина, X – Северо-Двинский
прогиб, XI – Вашкинское поднятие. Сейсмически активные зоны:
КАЗ – Кандалакшско-Архангельская; ЗК – зона Карпинского
208
209
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 6.3. Карта-схема активных разломов по геологическим
и геофизическим данным [Юдахин, Щукин, Макаров]
Анализ результатов подсчета площади территорий с различными показателями КТП по районам Архангельской области позволил сделать следующие выводы: во всех районах доля территорий с повышенными значениями КТП составляет от 21 до 57,5%
площади. Участки с пониженными значениями КТП занимают в
среднем от 15 до 30% площади районов, кроме Плесецкого, где
этот показатель наименьший (7%).
Подсчет коэффициента КТП (ККТП), отражающего соотношение
площадей аномалий с повышенными значениями КТП к площади
территорий с пониженными значениями КТП, показал, что в Приморском, Мезенском и Плесецком районах коэффициент больше
или около 3, т.е. площадь участков с повышенным КТП в 2 и более
раз превышает площадь территории с пониженным КТП. Противоположные данные – у районов, имеющих наибольшее сходство
в физико-географическом плане, Мезенского и Лешуконского,
располагаемых на северо-востоке области. В Лешуконском районе преобладают территории с пониженным КТП, занимающие
около 30%, ККТП наименьший (0,7). Ему близки по показателям
Онежский и Холмогорский районы, где выше доля территорий
с повышенным КТП, но в целом этот показатель незначителен
и колеблется от 15 до 28% (с пониженным КТП), от 20 до 36%
(с повышенным КТП), а ККТП = от 1,3 до 1,4 соответственно.
210
211
Рис. 6.4. Фрагмент карты новейшей тектоники северо-западного
региона России (Министерство природных ресурсов Российской
Федерации. Ассоциация «Росгеофизика», отв. исполнитель
Н.Ф. Скопенко, 1997): 1 – зоны глубинных разломов;
2 – новейшие разрывные нарушения разного типа
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 6.1
6.2. Температура и химические свойства почвы
Температура почвы, ºС, на глубине 30 см на территориях
Архангельской области с разной величиной КТП
При оценке влияния эндогенного тепла Земли на лесные экосистемы мы исходили из того, что в первую очередь его влияние
должно проявиться через температурный режим почв.
Сухие почвы за ночь охлаждаются сильнее, чем влажные [Берлянд, Красиков, 1960; Гольцберг, 1955, 1961; Козловский, Фельд;
Cremer, Lenning]; поэтому, учитывая, что различия гидрологического режима почвы, особенно по уровню залегания грунтовых вод, влияют на различия температурного режима воздуха и
микроклимат экосистем леса, было важно оценить особенности
залегания грунтовых вод в пределах пробных площадей в районе
озера Ижма (Архангельская обл.), расположенных на территориях
с разной величиной КТП.
Оказалось, что их гидрологические особенности (уровень
грунтовых вод, вмещающие породы) в пределах района исследований идентичны. На основании сходства уровня грунтовых
вод и их минералогического состава в районе исследований
нами было принято, что гидрологический режим сравниваемых территорий не сказывается на температурных различиях
почв.
В июле–сентябре 2004 года проводилось измерение температуры почвы на глубине 30 см и приземного слоя воздуха на территориях с повышенным и пониженным КТП в пределах северной
подзоны тайги у озер Ижма и Опогра, в средней подзоне тайги
(Чадромское лесничество). Их результаты показали достоверные
различия в температуре почвы в течение периода наблюдений
(табл. 6.1).
На рисунке 6.5 представлены данные одновременных замеров температуры в 100 статистически выбранных точках на
территории с повышенным и пониженным КТП. Температура
почвы на пробной площади, расположенной на территории с
повышенным КТП, практически постоянно оставалась выше
КТП.
Повторные замеры температуры почвы на глубине 30 см на
этих же пробных площадях проводились в весенне-летний период 2006 года. Статистический анализ данных, полученных
в результате 100 наблюдений, показал, что различия средних
значений температуры почвы пробных площадей, отличающих-
Рис. 6.5. Соотношение показаний температуры почвы, °С, на глубине
30 см на пробных площадях с разными показателями КТП
(район оз. Ижма, июль 2004 г.)
212
213
Район озера Ижма
(Пустынное)
Показатель
Число
наблюдений
Чадромское
лесничество
Устьянского
лесхоза
Район озера
Опогра
Июль
Июль
Июль–сентябрь
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
100
100
100
100
54
55
Среднее
10,8±0,5 9,8±0,6
значение, оС
11,0±0,9 10,6±1,0 11,5±0,9 10,6±1,1
Критерий
Стьюдента
14,8
4,2
6,1
До ст овер ность различий средних
значений
<0,01
<0,01
<0,01
14
12
10
8
6
4
2
0
Точки наблюдений
территория с повышенным КТП;
территория с пониженным КТП
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ся по величине КТП, существенны и статистически достоверны
(табл. 6.2).
Выявленная в 2004 году разница в температурных показателях
почвы на пробных площадях сохранилась, следовательно, можно
говорить о том, что участок с повышенным КТП имеет более
высокую температуру почвы, чем с пониженным. Результаты замеров 2006 года представлены в виде графиков хода температур
(рис. 6.6).
Таблица 6.2
Температура почвы, ºС, на глубине 30 см на пробных площадях
с разной величиной КТП в районе озера Ижма (Пустынное),
2006 г.
Май
Показатель
Среднее
значение, оС
Критерий
Стьюдента
Дос т ове р ность различий средних
значений
Июнь
Точки наблюдений
а
Июль
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
2,8±0,7
2,2±0,6
5,4±0,4
4,6±0,6 10,2±0,4 9,2±0,3
9,5
12,2
29,7
<0,01
<0,01
<0,001
Точки наблюдений
б
Наименьшие колебания температурных данных характерны
для июля, а наибольший разброс в показателях наблюдался в мае,
когда степень прогревания почвы зависит от многих факторов:
местоположения точки замера, обводненности почвы, микрорельефа и др.
Данные о температурных различиях почв на участках с различными показателями КТП подтверждают и результаты, полученные на пробных площадях в сосняках брусничных средней
подзоны тайги (Виноградовский район) в 2006 году: среднее арифметическое температурных значений территории с повышенным
КТП составило 9,5 ± 0,4 ºС. На территории с пониженным КТП
8,2 ± 0,8 ºС степень достоверности t (критерий Стьюдента) равен
7,9; достоверность различий средних значений Р≤0,01 (рис. 6.7).
Рис. 6.6. Соотношение показаний температуры почвы, ºС, на глубине
30 см на пробных площадях с различными значениями КТП
(оз. Ижма, 2006 г.): а) май, б) июнь, в) июль
214
215
Точки наблюдений
в
территория с повышенным КТП;
территория с пониженным КТП
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почв и характеристика мощности почвенных горизонтов (в скобках – обозначение по международной классификации).
Таблица 6.3
Мощность почвенных горизонтов, см, при глубине
почвенного разреза 100 см
Между крон
Горизонт
Точки наблюдений
территория с повышенным КТП;
территория с пониженным КТП
Рис. 6.7. Соотношение показаний температуры почвы, °С, на глубине
30 см на территориях с различными значениями КТП (Моржегорское
лесничество, июль 2006 г.)
Ао (О)
АО2 (Н)
А2 (Е)
В
С
Под кронами
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Пониженный КТП
6,5
1,75
6,75*
16,5*
68,5
6,75
0,75
6,5
17,5
71,62
7,8
2,13
7,75*
11,75
67,45
8,75
1,5
6,5
13,5
69,75
* Расположение Fe-Mn конкреций.
Следовательно, выявленная закономерность сохраняется и в
других типах леса в средней подзоне тайги.
Таким образом, достоверно доказано, что температура почвы
на глубине 30 см на территориях с повышенными значениями
КТП выше, чем с пониженными в среднем на 1-1,5 ºС.
В свойствах почвы как «посредника» между эндогенными и
экзогенными процессами должно отражаться влияние обоих факторов. С целью выявления интенсивности этого влияния и определения вклада эндогенного тепла были исследованы две группы
почв на ключевом участке в районе озера Ижма на площадках с
повышенными и пониженными значениями КТП.
Работа проводилась с почвами одного типа (Al-Fe-гумусовые
подзолы), сформированными на одинаковых почвообразующих
породах (легком суглинке) под одной растительностью (в ельнике
зеленомошном северной подзоны тайги) на одних и тех же элементах рельефа (плакорах). Это позволяет максимально снизить
влияние внешних факторов почвообразования и оценить действие
внутреннего фактора (КТП). Почвенные разрезы каждой пробной
площади заложены в двух парцеллах: древесной и межкроновой.
В таблицах 6.3-6.9 приведены результаты химического анализа
Изучение мощности почвенных горизонтов показало, что
при повышенном КТП интенсивность минерализации опада и
скорость разложения органики больше. Интенсивнее протекают
основные зональные почвенные процессы, включая подзолистый.
В почве на территории с пониженным КТП подстилка мощнее,
что особенно ярко выражено под кронами деревьев, гумусовый
и подзолистый горизонты менее мощны, зато мощнее иллювиальный горизонт. В макроморфологических условиях хорошо заметна разница в расположении Fe-Mn конкреций при различном
показателе КТП. Горизонт с конкрециями отражает границу действия температурного градиента снизу вверх. Это окислительновосстановительный барьер, где за счет уменьшения влажности
происходит осаждение железа и марганца.
По содержанию органического вещества в лесной подстилке
пробных площадей значения выше, чем в грубогумусовом горизонте (табл. 6.4).
В подстилке почвы на участке с пониженным значением КТП
процент органического вещества меньше, хотя мощность горизонта больше, что свидетельствует о том, что подстилка здесь более
грубогумусная.
216
217
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В гумусовом горизонте на данном участке органического вещества больше, хотя данный горизонт более мощный. Это указывает
на меньшую скорость минерализации органики и пониженную по
сравнению с участком с повышенным значением КТП микробиологическую активность.
Таблица 6.4
Органическое вещество в верхних горизонтах изучаемых почв
пробных площадей в районе озера Ижма, %
Между крон
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
Под кронами
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Пониженный КТП
89,5
87,5
89,5
86,5
60
66,5
58
70,5
Накопление органики в горизонте Н пробной площади с пониженными значениями КТП преобладает над разложением.
На участке с повышенными значениями КТП несколько выше
скорость разложения органического вещества, на что указывает различие в показателе гумификации (соотношение углерода
к азоту) между пробными площадями: на пробной площади с
повышенным КТП он составляет 0,84, а на пробной площади
с пониженным КТП – 0,78, т.е. наблюдается тенденция к более
быстрому переходу органического вещества в легко усваиваемую растениями форму азота на участке с повышенным КТП.
На разложение органики может влиять разница в температуре
между пробными площадями в пользу участка с повышенным
КТП, где температура почвы выше на 1 °С, что может усиливать
водно-миграционные потоки, особенно в период снеготаяния,
увеличивать интенсивность и продолжительность микробиологической активности.
Данные по содержанию общего азота в верхних горизонтах почв пробных площадей Ижмы не высокие – от 0,5 до 1,3%
(табл. 6.5). Вариабельность полученных данных в подкроновых
и межкроновых пространствах сравниваемых участков также невысока.
218
Таблица 6.5
Содержание общего азота в верхних горизонтах изучаемых почв
пробных площадей в районе озера Ижма, %
Между крон
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
Под кронами
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Пониженный КТП
1,09
0,715
1,2
0,875
1,23
0,69
1,205
0,88
По содержанию подвижного фосфора в целом выделяется горизонт О, где этот показатель выше, чем в горизонте Н обеих
пробных площадей (табл. 6.6).
Таблица 6.6
Содержание подвижного фосфора Р2О5 в верхних горизонтах
изучаемых почв пробных площадей в районе озера Ижма, мг/кг
Между крон
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
Под кронами
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Пониженный КТП
320,5
225,5
290
250
279
198
268
155
По данному показателю органогенные горизонты исследуемых
почв являются среднеобеспеченными (8–20 мг / 100 г) и обеспеченными (более 20 мг / 100 г) [Аринушкина]. При повышенных
значениях КТП биогенные элементы быстрее включаются в биологический круговорот, выше скорость их минерализации.
Анализ рН водной суспензии почвенных горизонтов двух
пробных площадей выявил следующие особенности почв: почвы
пробных площадей имеют кислую реакцию, особенно верхние горизонты, лишь горизонт С имеет кислотность, близкую к нейтральной (табл. 6.7).
В подкроновых пространствах почвы более кислые, на что
оказывает влияние их местоположение. Наличествует резкий
контраст в рН горизонта С, что, вероятно, связано с влиянием
температуры. В более верхних горизонтах такое влияние на кислотность почвенных растворов практически отсутствует.
219
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 6.7
рН водной суспензии в почвенных горизонтах на ключевых
участках в районе озера Ижма
Между крон
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
А2 (Е)
В
Под кронами
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Пониженный КТП
4,25
4,4
4,25
4,75
4,45
4,55
4,5
4,65
4,15
4,3
4,25
4,8
4,25
4,15
4,1
4,6
По сумме обменных оснований верхние горизонты почвы имеют более высокие показатели, чем нижележащие (табл. 6.8).
Таблица 6.8
Сумма обменных оснований в почвенных горизонтах
на ключевых участках с различными показателями КТП
в районе озера Ижма, ммоль / 100 г почвы
Между крон
Горизонт
Под кронами
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Пониженный КТП
14,15
4,72
0
0
22,4
4,72
0,47
0,71
15,32
18,86
1,18
0
17,69
8,26
0
0,83
на участке с пониженным КТП. В лесной подстилке пробной площади с пониженным КТП показатель суммы обменных оснований
выше (табл. 6.9). В горизонте Н максимум по сумме обменных
оснований отмечен на пробной площади с повышенным КТП в
подкроновом пространстве (более 25 ммоль / 100 г) и близок к
показателю пробной площади с пониженным КТП в лесной подстилке. Выше данные на пробной площади с повышенными значениями КТП и в подзолистом горизонте, материнской породе.
Пробная площадь с повышенным КТП выделяется по содержанию обменного кальция в горизонте С (табл. 6.9), где этот показатель выше, чем на пробной площади с пониженным КТП.
В лесной подстилке пробной площади с повышенным КТП подвижного фосфора больше, как и в горизонте Н.
Таблица 6.9
Содержание обменного кальция в горизонте С на ключевых
участках в районе озера Ижма, ммоль / 100 г почвы
КТП
Повышенный
Пониженный
Между крон
Под кронами
2,38
0,52
1,45
2,08
Так, в подзолистом и иллювиальном горизонтах – наименьшие
показатели, независимо от пробной площади и расположения места взятия проб. В материнской породе этот показатель начинает
расти. Обменные основания более подвижны на ключевом участке с пониженными значениями КТП.
По данному показателю мы можем судить о миграции катионов
с фульвокислотами: на участке с повышенными значениями КТП
катионы более активно мигрируют, а на участке с пониженным
КТП происходит блокировка этих катионов в необменной форме
из-за меньшего количества водорастворимых кислот, поэтому наибольшие значения суммы обменных оснований – у проб, взятых
По содержанию обменного кальция в горизонте С подкроновые
пространства обеих площадей имеют значения ниже, чем межкроновые: на пробной площади с повышенным КТП данные в 2
раза выше, а на пробной площади с пониженным КТП в 3 раза
ниже.
В почвах межкроновых участков ярче выражена контрастность химических свойств сравниваемых территорий. Очевидно,
это связано с уменьшением влияния древесного покрова. В почвах подкроновых участков контрастность химических свойств
не выявлена, но хорошо фиксируются различия в свойствах органического вещества. Скорее всего, в данном случае наблюдается
наложение влияния внешних и внутренних факторов.
Исследования показали, что воздействие эндогенного фактора
на общие химические свойства почв наиболее ярко проявляются
в нижних горизонтах разрезов: меньшая кислотность и меньшая
подвижность обменных оснований – на участке с повышенными
значениями КТП по сравнению с участком с пониженными значениями КТП. Установлено, что наблюдаются различия в морфо-
220
221
Ао (О)
АО2 (Н)
А2 (Е)
В
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
логических и химических свойствах почв при разном показателе
КТП. Прослеживаются различия в морфологическом строении
почв исследуемых пробных площадей. На участке с повышенным КТП железистых и марганцевых новообразований больше в
горизонте А2 , а также в межкроновом пространстве горизонта В,
что, скорее всего, связано с усилением водно-миграционных потоков вещества, которые усиливают воздействие на минеральную
часть почвы.
Можно предположить, что определенным рубежом действия
повышенных температур (границей проявления фактора) является горизонт А2, в межкроновом и подкроновом пространствах
которого отмечается увеличение числа Fe-Mn конкреций. Повышенные температуры способствуют уменьшению влажности в
профиле, что вызывает формирование конкреций (рис. 6.8).
Выявленная граница, скорее всего, достаточно динамична и
в летние сезоны проходит выше – в органогенных горизонтах.
Там более высокий температурный фон способствует увеличению
микробиологической активности, скорости минерализации органического вещества и, как следствие, некоторому уменьшению
общей мощности этих горизонтов на участке с повышенными
значениями КТП.
Полученные выводы носят предположительный характер, поскольку исследования связи почвенных свойств в зависимости от
эндогенных факторов не проводились.
На территориях с различным показателем КТП выявлены отличия в химических свойствах типичной для таежной зоны Европейского Севера подзолистой почвы. Они проявляются в том, что
на участке с повышенными значениями КТП в лесной подстилке
больше органического вещества, выше показатель гумификации
и больше подвижного фосфора (Р2О5), а также обменного кальция
в горизонте С, выше кислотность подстилки и ниже кислотность
иллювиального горизонта, чем на участке с пониженными значениями КТП. Показатель суммы обменных оснований выше у
проб, взятых на участке с пониженным КТП. Минерализация органического вещества интенсивней в межкроновом пространстве,
что связано с инсоляцией. Древесный полог сглаживает различия
в почвообразовании в пределах одного участка. Наиболее сильные
различия выражены на территории с пониженными значениями
КТП.
6.3. Продуктивность лесных экосистем
Рис. 6.8. Мощность и рН почв на участках с различными показателями
КТП в районе озера Ижма: 1 – Fe-Mn конкреции; 2 – места отбора проб
между крон; 3 – места отбора проб под кронами; 4 – рН; а) ключевые
участки на территориях с повышенными значениями КТП, б) с пониженными значениями КТП
Для характеристики экологического потенциала условий среды и ресурсов жизнеобеспечения в лесоведении рассматривается
бонитет условий местообитания, определяемый по отклику растительности (высота древостоя, запас древесины) [Лебков].
Около 5% территорий Европейского Севера имеют аномально
высокий показатель КТП [Горный, Теплякова]. Для территории
Архангельской области эти данные косвенно подтверждаются
следующими фактами. С одной стороны, по данным В.В. Беляева и И.А. Потапова (2003), 5% площадей культур ели в нашей
области не подвержены влиянию заморозков. С другой стороны,
примерно 6% естественных насаждений Архангельской области
222
223
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
представлены (или были представлены) высокопродуктивными
древостоями 2-3-го классов бонитета. Запас древесины в них
даже к 60-летнему возрасту может достигать и даже превышать
220 м3/га (ельник кисличный 3-го класса бонитета).
До начала проведения более детальных и всесторонних исследований, в том числе и инструментальных, по изучению влияния
КТП на экологические условия таежных биогеоценозов нами были
изучены таксационные описания Архангельской лесоустроительной экспедиции, проведен сравнительный анализ лесных насаждений (выделов) Архангельского, Северодвинского и Онежского
лесхозов.
Нами анализировалась карты конвективного теплового потока (КТП), охватывающие большую часть Приморского района,
северную часть Холмогорского района, северо-западную часть
Пинежского и северо-восточную Онежского районов, северную
и восточную часть Мезенского района Архангельской области.
Результаты исследований показали, что лесные насаждения, произрастающие в зонах с повышенным КТП, имеют более высокую
продуктивность (по запасам древесины) при сходном типе леса,
возрасте и составе древостоя.
Главную роль при формировании биогеоценозов в условиях
таежных экосистем играет конкуренция за свет. Она вместе с
комплексом других факторов (кислород, температура, влага, питательные вещества) определяет процесс вегетативного роста растений, степень развития напочвенного покрова, его массу.
Анализ распределения массы запасов травяно-кустарничкового
яруса, расположенных на участках, различающихся по показателю КТП, необходим для оценки энергетической составляющей
исследуемых биогеоценозов. Нами рассчитана площадь крон для
определения степени освещенности пробных площадей. На пробной площади с повышенным КТП площадь крон составляет 270 м2
(67,5% площади участка), а на пробной площади с пониженным
КТП – 260 м2 (65%, т.е. показатели очень близки. На изучаемых
территориях ельников зеленомошных нами выделено две основные парцеллы: древесная (еловая кустарничковая) и межкроновая
(кустарничково-зеленомошная) с доминированием зеленых мхов и
кустарничков рода Vaccinium (брусничные) в структуре нижних
ярусов. Геоботанические исследования показали, что выбранные
участки сходны по видовому составу, который является типичным для северной подзоны тайги и имеет невысокое видовое
разнообразие: из 37 видов 27 (73%) имеют низкую разницу во
встречаемости (от 0 до 30%).
На пробной площади с повышенным КТП чаще присутствует
луговик извилистый (Avenella flexuosa (L.) Drej), который является индикатором более влажных условий местообитания, что косвенно указывает на более значительное увлажнение почв этого
участка и может влиять на температуру почвы.
Суммарная масса травяно-кустарничкового яруса пробной площади с повышенным КТП составила 263,65 г на 1 м2 , из них
173,65 г на 1 м2 (66%) – масса данного яруса на открытых участках
и 89,415 г на 1 м2 (34%) – его масса в подкроновом пространстве
(табл. 6.9).
224
225
Таблица 6.9
Масса запасов травяно-кустарничкового яруса, г, на 1 м 2
в зависимости от уровня КТП (Ижемское лесничество)
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Разница
Под кроной
89,42±1,7
64,8±1,6
24,62
Между крон
173,7±4,7
152,9±3,7
20,8
Среднее
значение
236,6±2,8
217,7±2,6
45,9
Парцелла
На пробной площади с пониженным КТП общая масса травянокустарничкового яруса составила 217,7 г на 1 м2, соответственно
152,9 г на 1 м2 (70,2%) на открытом пространстве и 64,8 г на
1 м2 (29,8%) – в подкроновом, т.е. суммарная масса этого яруса
на участке с повышенным КТП больше данных пробной площади
участка с пониженным КТП на 21%.
Различия сохраняются и при разной освещенности. Так, в межкроновых пространствах масса подстилки в 2 раза выше, чем в
подкроновых: на пробной площади с повышенным КТП масса
травяно-кустарничкового яруса на открытых участках в 62,5%
случаев превышает его массу под кроной (рис. 6.9), на пробной
площади с пониженным КТП – в 87,5%, что объясняется прямой
зависимостью величины растительной массы от освещенности и
температурного режима под пологом леса. Независимо от степени
освещенности масса подстилки больше на участке с повышен-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ными значениями КТП: в подкроновом пространстве – на 38%,
а в межкроновом – на 14%, т.е. парцеллярная структура влияет
на запасы травяно-кустарничкового яруса, но показатели участка
с повышенным КТП больше показателей участка с пониженным
КТП независимо от положения места отбора проб (между кронами или под кронами).
Показатели массы травянистого яруса в воздушно-сухом состоянии пробной площади с повышенными значениями КТП в 87,5%
случаев превышают данные показатели на пробной площади с
пониженным КТП, как и суммарные показатели массы запасов
травяно-кустарничкового яруса. Это нельзя объяснить различной
степенью освещенности и сомкнутости крон участков, поскольку
условия освещения пробных площадей практически сходны.
Полученную разницу в показателях запасов травяно-кустарничкового яруса можно объяснить только тем, что температура
почвы на участке с повышенным КТП стабильно выше на протяжении всего вегетационного периода, хотя почвенные характеристики двух пробных площадей близки.
Таким образом, мы установили, что масса травяно-кустарничкового яруса на участках с повышенными значениями КТП
превышает таковую по сравнению с участками с пониженными
значениями КТП в среднем на 21%. Разница в показателях при
равной степени освещенности и сомкнутости крон участков может быть объяснена только тем, что температура почвы на участке
с повышенными значениями КТП стабильно выше на протяжении
всего вегетационного периода.
Эколого-ценотический анализ флоры лесных биогеоценозов
проводили в 2005–2006 годах (июнь–август) на территории Целезерской системы озер в Виноградовском районе Архангельской
области в средней подзоне тайги в пределах зон повышенного
(оз. Целезеро, Белое, Долгое) и пониженного КТП (оз. Шидрозеро, Чашливое). Изучение флористического списка сосудистых
растений данной территории выявило, что здесь произрастают
растения 96 видов, 71 рода, 36 семейств. По числу видов преобладает семейство розоцветных (Rosaceae) – 9 видов. Сложноцветные (Asteraceae) представлены 7 видами, злаковые (Poaceae)
и лютиковые (Ranunculaceae) – 6 видами, по 4 вида – сосновые
(Pinaceae), вересковые (Ericaceae), ивовые (Salicaceae), норичниковые (Scrophulariaceae) и бобовые (Fabaceae). Остальные семейства
имеют небольшую видовую представленность.
Среди перечисленных видов главенствуют виды бореальной
широтной фракции. По историко-генетическому элементу преобладают аборигенные виды. Присутствие большого количества
видов апофитов, распространяющихся по нарушенным местообитаниям, на территории озера Целезеро еще раз подтверждает наличие антропогенного воздействия на данном участке. В меньшей
степени это можно сказать об озерах Чашливом и Шидрозеро.
Если рассматривать топическое сходство изучаемых ключевых участков в пределах каждого из озер на основе кластерного
анализа (среднее присоединение), то можно сделать следующие
выводы:
1. На участках, расположенных в районе озера Целезеро по
геоботаническим данным выделяется три кластера со степенью
сходства ниже 30%. Самыми непохожими среди них оказались
два (№ 16 и № 6), отличающиеся видовым составом и особой
топической расположенностью (на вывале и на заболоченном месте).
226
227
пробная площадь
с повышенным
КТП
пробная площадь
с пониженным
КТП
Под кроной
Открытый участок
Рис. 6.9. Масса травяно-кустарничкового яруса в воздушно-сухом
состоянии, г, на 1 м2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Два других кластера имеют сходство от 30 до 50%. Это позволило объединить ключевые участки озера Целезеро (с № 1 по
№ 17), исключая ключевые участки № 16 и № 6, в один кластер
для построения общей дендрограммы озер (рис. 6.10).
3
3
Рис. 6.11. Дендрограмма сходства растительности ключевых участков оз. Шидрозеро и Чашливого по индексу
Чекановского-Съе ренсена
(ICS): h1-h6 – ключевые участки оз. Чашливого (№ 1-6);
sh1-sh7 – ключевые участки
оз. Шидрозеро (№ 1-7)
вого состава растительности показало, что их можно объединить
в 4 группы или кластера (рис. 6.12).
Первую группу со степенью сходства от 70% и более образуют ключевые участки озера Белого и большинство участков
озера Целезеро. С ними сходны более чем на 60% ключевые
Рис. 6.10. Дендрограмма сходства растительности ключевых участков
оз. Целезеро (ICS): с1 – с17 (№ 1-17) – ключевые участки оз. Целезеро
3. В пределах озер Шидрозеро и Чашливого (рис. 6.11) ключевые участки делятся на три кластера, причем самый широко представленный (группа 2) объединяет ключевые участки двух озер со
степенью сходства 50% и более, т.е. высокой степенью сходства
изучаемых биогеоценозов, что также позволило их объединить
для построения сводной дендрограммы.
4. Сравнение топического сходства всех ключевых участков
Целезерской системы озер на основе кластерного анализа видо228
Рис. 6.12. Дендрограмма сходства
растительности ключевых участков Целезерской системы озер.
Евклидово расстояние по индексу Чекановского-Съеренсена (ICS).
Ключевые участки:
Б – оз. Белое;
Ц1 – оз. Целезеро (№ 1-5, 7-15, 17);
Ч1 – оз. Чашливое (№ 1-4);
ЧШ – оз. Чашливое (№ 3-6),
оз. Шидрозеро (№ 1-6);
Ч2 – оз. Чашливое (№ 5-6);
Ц2 – оз. Целезеро (№ 16);
Ш – оз. Шидрозеро (№ 7);
Ц3 – оз. Целезеро (№ 6)
229
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
участки озера Чашливого (№ 1-4) и чуть менее 60% – участки
озера Шидрозеро. Остальные группы представлены отдельными
ключевыми участками озер Чашливого, Целезеро и Шидрозеро
со степенью сходства от 18 до 45%.
Таким образом, мы можем сделать вывод, что изучаемые нами
биогеоценозы в пределах Целезерской системы озер имеют значительную среднюю степень сходства, что в результате подтверждается при построении дендрограмм методом ближнего соседа
(одиночное присоединение). Дендрограммы показывают еще более высокие значения степени сходства изучаемых участков, но
все же по 8 участкам заметна тенденция выделения кластеров с
высокими и низкими показателями КТП.
Исследования проведены по трансекте маршрутного хода между участками в направлении с юго-востока на северо-запад. Для
сравнения лесных экосистем на территориях с повышенными
(оз. Целезеро) и пониженными (оз. Чашливое) показателями КТП
мы отобрали участки со сходным возрастом и составом древостоя
в районе и Целезерской системы озер (табл. 6.10).
мхов при движении с юго-востока на северо-запад из зоны повышенного в зону пониженного КТП.
Таблица 6.11
Число видов сосудистых растений ельников черничных
озер Целезеро и Чашливого
Ярус сообщества
Повышенный КТП
Пониженный КТП
Древесный
Кустарниковый
Травяно-кустарничковый
Мохово-лишайниковый (только
мхи)
Общее видовое богатство
4
4
30
4
2
25
6
8
44
39
Нами было оценено флористическое разнообразие выбранных
для сравнения сообществ на указанных территориях, оценено их
видовое богатство. Из таблицы 6.11 видно, что древесный ярус
на обеих территориях однороден по числу видов.
Различия наблюдаются в остальных ярусах: происходит сокращение числа видов кустарников, трав и увеличение числа видов
Данный процесс смены растительности можно объяснить сменой фитоценотических групп биогеоценозов в относительно однородных условиях: при едином составе древостоя на отдельных
участках (в локальных условиях) варьируют свойства биогеоценозов, отражаясь в смене биогеоценотических групп растений.
Следует учитывать, как отмечают В.Н. Федорчук, В.Ю. Нешатаев и М.Л. Кузнецова (2005), что даже при одном типе земель
биогеоценозы могут находиться на разных стадиях и фазах динамики, в том числе и восстановительной.
В нашем случае на обеих территориях преобладающей является черничная фитоценотическая группа. На Целезерском участке также присутствует растительность кисличной и таволговокисличной групп, что говорит о близком залегании грунтовых вод
и повышении почвенного плодородия и увлажнения, а также об
улучшении трофического режима почв по сравнению с черничной
группой. На территории озера Чашливого кисличная серия биогеоценозов также присутствует, но поскольку почвообразующие
породы здесь идентичны, то различия объясняются изменением
экологических свойств верхних горизонтов почвы, связанных с
увлажнением и аэрацией.
Установлено, что независимо от ландшафтных условий
сравниваемым участкам характерно преобладание в травянокустарничковом ярусе бореальных видов (табл. 6.12), а на территории с повышенным КТП отсутствуют олиготрофные виды,
что говорит о более богатых трофических условиях.
230
231
Таблица 6.10
Характеристика основных показателей ельников черничных
озер Целезеро и Чашливого
Показатель
КТП участка
Квартал (выдел)
Возраст древостоя
Состав
Условия по экологическим шкалам:
увлажнение
почвы
Район оз. Целезеро
Повышенный
61(12)
120
3Е 2С 5Б
Район оз. Чашливого
Пониженный
64(19)
120
3Е 2С 5Б
Влажнолесное
Влажнолесное
Небогатые мезотроф- Небогатые мезотрофные, в 30% случаев ные
довольно богатые
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 6.12
Доля растений различных эколого-ценотических групп
во флоре сравниваемых территорий, %
Эколого-ценотическая группа
Участки с
повышенными
значениями КТП
Участки с
пониженными
значениями КТП
38
18
22
8
–
8
4
42
16
16
8
3
7
6
2
2
Бореальная
Луговая
Неморальная
Боровая
Олиготрофная
Нитрофильная
Влажнотравная
Группа видов переувлажненных
местообитаний
По общему видовому богатству выделяется территория с повышенным КТП, хотя в среднем количество видов сравниваемых
участков невелико.
В.И. Горный и Т.Е. Теплякова (2001) подчеркивают, что имеется высокая степень корреляции между месторасположением
редких видов, в том числе неморальных, характерных для зоны
широколиственных лесов, или мест с высоким биоразнообразием
с зонами конвективных потоков. Их распространение он не связывает с каким-то определенным типом почв или особенностями
рельефа.
Маршрутные геоботанические исследования в пределах района озера Белого (рис. 6.13) показали, что в данном районе развиты ельники мелкотравно-зеленомошные. Это мелкотравномелкопапоротниковый тип с доминированием бореальных трав
(Oxalis acetosella, Maianthemum bifolium, Gymnocarpium dryopteris)
на склонах с хорошим дренажом и умеренным увлажнением, о чем
говорит преобладание в напочвенном покрове западного склона
голокучника Линнея (Gimnocarpium dryopteris (L.) Newm.). Данный тип леса является зональным и фоновым для средней тайги
и моренных ландшафтов.
Установлено, что температура западного склона гривы ниже,
чем восточного, обращенного к озеру, причем это не связано со
232
Рис. 6.13. Маршрутный профиль через гриву озера Белого Целезерской
системы озер. Степень освещенности биогеоценозов: 1 – 1,0; 2 – 0,8; 3 –
0,5; 4 – 0; 5 – температура почвы на глубине 30 см, ºС; растительность
верхнего яруса по линии профиля: 6 – ель, 7 – сосна, 8 – береза
степенью освещенности, а, скорее всего, объясняется степенью
дренированности почв. Выявлено присутствие вероники дубравной (Veronica chamaedrys L.), волчника обыкновенного (Daphne
mezereum L.) – кальцефилов бореально-неморальной группы, а
также вороньего глаза (Paris quadrifolia L.) и перловника поникшего (Melica nutans L.) бореально-неморальной географической
группы. Это говорит о наличии в морене карбонатов в верхней
части гряды. Причем вороний глаз произрастает только на
восточном склоне, обращенном к озеру и вершине гряды. Как
отмечает В.М. Шмидт (2005), данные растения характерны для
зеленомошных ельников, смешанных разнотравных лесов и берегов озер.
Западный склон гривы характеризуется большей увлажненностью, кислотностью почв и преобладанием бореальных видов, а
восточный склон лучше дренирован, прогрет и здесь в большем
количестве присутствуют бореально-неморальные виды.
Кроме этого, формирование на Севере экстразональных биогеоценозов с участием неморальной растительности некоторые авторы традиционно связывают со спецификой экспозиции
233
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
склонов и особенностями подстилающих пород, в том числе с
приуроченностью к моренным ландшафтам, где образуются почвы, более богатые элементами питания [Железнова, Шубина].
Результаты геоботанических исследований подтверждают это:
обнаружены растения, являющиеся индикаторами кислотности
почв: среднекислых – ситник нитевидный (Juncus filiformis L.),
кошачья лапка двудомная (Antennaria dioica (L) Gaerth.), черника
(Vaccinium mirtillus L.), брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), рябина
обыкновенная (Sorbus aucuparia L.); слабокислых – чина луговая
(Lathyrus pratensis L.), лютик едкий (Ranunculus acris L.), таволга
вязолистная (Filipendula ulmanaria (L.) Maxim.), хвощ болотный
(Equisetum palustre L.), подмаренник болотный (Galium boreale L.),
смородина черная (Ribes nigrum L.); нейтральных – черноголовка
обыкновенная (Prunella vulgaris L.); богатых азотом – ежа сборная (Dactylis glomerata L.), кипрей узколистный (Chamaenerion angustifolium L.); богатых кальцием – вероника дубравная (Veronica
chamaedrys L.), лиственница (Larix Hill.), волчник обыкновенный
(Daphne mezereum L.); богатых фосфором – герань лесная (Geranium sylvaticum L.), что также можно объяснить постоянным
притоком флюидов и глубинных газов, особой геохимической
специализацией в зоне разломов.
Чина весенняя (Lathirus vernus (L.) Bernh.) – неморальный вид,
встреченный на территории озер Чашливого и Целезеро. Другой
неморальный вид найден на озере Шидрозеро – перловник поникший (Melika nutans L.), а мятлик лесной (Poa nemoralis L.) –
только на территории озер Чашливого и Целезеро. На всех
участках, близких к «теплой» зоне по КТП или расположенных
непосредственно в ней (кроме озер Чашливого и Шидрозеро, расположенных вне зоны), встречаются такие виды, как вороний глаз
четырехлистный (Paris quadrifolia L.) и таволга вязолистная (Filipendula ulmanaria (L.) Maxim.) бореально-неморальной географической группы. Как отмечают В.Г. Бострем (1984) и В.М. Шмидт
(2005), данные растения характерны для зеленомошных ельников,
смешанных разнотравных лесов и берегов озер, представленных
на территории исследования. Подмаренник северный (Galium boreale L.) бореально-неморальной группы найден только в районе
озера Целезеро.
Своеобразием сообществ в пределах территорий с различными значениями КТП является присутствие редких и нечасто
встречающихся в сборах по Архангельской области видов мхов,
значительный процент неморальных видов, редких для подзоны
средней тайги. Активное участие в сообществах луговой растительности связано с возрастанием антропогенной нагрузки (данная территория в последнее время используется для любительской
рыбной ловли). Тип ландшафта и его особенности влияют на соотношение сообществ разных видов растений. Присутствие олиготрофной растительности на территории в районе озер Чашливого
говорит о бедности почв, а отсутствие данной группы растений
лишь подтверждает наличие более благоприятных условий для
произрастания на территории с повышенными значениями КТП
в пределах участков, расположенных в районе озера Целезеро.
Неотъемлемой частью лесных биогеоценозов является моховой ярус, который активно влияет на формирование состава растительных сообществ и их биомассы, а также на возобновление
древесных пород. В исследуемых типах леса преобладают листостебельные мхи бореального элемента. Приуроченность редких
видов мхов к определенной лесной формации во многом зависит
от наличия в ней специфичных экотопов, одним из факторов формирования которых может быть расположение в зоне конвективных потоков.
Среди редких и предлагаемых к охране видов бриофлоры Архангельской области в районе исследования (территория оз. Чашливого) найден один – неккера перистая (Neckera pennata Hedw.).
Геоботанические и флористические исследования данной территории области пополняют сведения о распространении и новых
находках листостебельных мхов.
Среди мхов, не являющихся редкими видами, но не часто
встречающихся в сборах, найдены: на территории озера Целезеро – плагиотеций зубчатый (Plagiothecium odontella), фиссиденс
адиантовидный (Fissidens adiantoides Hedw.), брахитеций Штарка
(Brachythecium schtarkii); на территории озера Чашливого – псевдобриум цинклидиевидный (Pseudobryum cinclidioides (Hueb.)
Т. Кор.), плагиомниум эллиптический (Plagiomnium ellipticum
(Brid.) Т. Кор.).
Среди редких и охраняемых видов лихнеофлоры на территории ключевых участков на озере Долгом нами встречена лобария
легочная (Lobaria pulmonaria Hoffm.), что говорит об экологической чистоте лесов, ненарушенности лесных сообществ, их старовозрастности. Как отмечают Г.В. Железнова и Т.П. Шубина (1998),
на территории Республики Коми роль неморальных видов повы-
234
235
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
шается в осинниках, пихтарниках и ивняках, что связано главным образом с экологическими условиями, характером рельефа,
составом горных пород и особенностями почв.
Таким образом, среди растений в пределах территории Целезерской системы озер, имеющей высокую степень сходства растительности ключевых участков, главенствуют виды бореальной
широтной фракции. Есть представители неморального географического элемента. По фитоиндикационным шкалам Л.Г. Раменского данная территория относится к влажным лесам, расположенным на достаточно дренированных равнинах, здесь преобладают
небогатые мезотрофные слабокислые почвы. Наиболее богатые
почвы встречаются в районе озера Целезеро и на некоторых
участках в районе озера Чашливого, географически близко расположенных друг с другом, но в разных «тепловых зонах» по
величине КТП. По группе типов леса они относятся к одним
секциям эколого-ценотических групп. В исследуемых типах леса
преобладают листостебельные мхи бореального элемента. Нами
встречены редкие виды растений, среди которых найден один
редкий и предлагаемый к охране вид бриофлоры (Neckera pennata
Hedw.) и лихнеофлоры (Lobaria pulmonaria Hoffm.). Несмотря на
то, что особые условия в пределах изучаемых территорий позволяют произрастать редким и исчезающим видам растений и делают данные участки важными для сохранения флористического
богатства области, вывод В.И. Горного и Т.Е. Тепляковой (2001)
о приуроченности редких видов исключительно к территориям с
повышенными значениями КТП для района нашего исследования
остается не доказанным.
На разных стадиях развития микроклиматологии как науки
изменялось понятие микроклимата. Р.И. Гейгер (1960) дал определение микроклимата как климата нижнего двухметрового слоя
воздуха. Такого же взгляда придерживалась и С.А. Сапожникова
(1950). Позднее И.А. Гольцберг (1957) дает следующее определение микроклимата: «Под микроклиматом следует понимать
климат небольшой территории, возникающий под влиянием
различия в рельефе, растительности, состояния почвы, наличия
водоемов, застройки и других особенностей подстилающей поверхности на суше. Особенности микроклимата проявляются в
верхних слоях почвы и в нижнем приземном слое воздуха до
высоты нескольких метров или десятков метров, часто до высоты 100–150 м».
Особое внимание при микроклиматических исследованиях
должно уделяться изучению процесса формирования заморозков,
т.к. они отрицательно воздействуют на физиологическое состояние растений и часто являются причиной их гибели. Сильнее всего это воздействие проявляется во время наибольшего видимого
роста побегов. Этот период в Архангельской области приходится
в среднем на конец мая – середину июля. На основании микроклиматических исследований можно выделить территории наиболее и наименее подверженные заморозкам и тем самым снизить
потери среди выращиваемых растений.
6.4.1. Заморозки: понятие, характеристика, факторы
Детальная оценка климатов регионов необходима для рационального ведения хозяйства. В частности, для сельского и лесного
хозяйства принципиально важным является микроклиматическое
исследование площадей, на которых производятся посадки сельскохозяйственных и лесных культур.
Существенный вклад в развитие микроклиматологии внесли
С.А. Сапожникова (1950), И.А. Гольцберг (1948, 1955, 1957, 1961),
Е.Н. Романова (1977) и др.
Заморозками называют понижение температуры в приземном
слое воздуха или на почве до 0 °С и ниже на фоне устойчивых
положительных температур в теплое время года. И.А. Гольцберг
(1957) уточняет, что при заморозках минимальная температура
падает ниже 0 °С на поверхности почвы и травостоя во время
вегетационного периода. Главное в этих определениях – это понижение температуры ниже 0 °С при устойчивых положительных
среднесуточных температурах. В русском языке есть синоним
этого понятия – «утренник», т.к. заморозки чаще всего бывают
в предрассветное время. Кроме того, в литературе заморозки
называют еще «возвратом холодов», когда речь идет о поздних
весенних заморозках, а на севере умеренного пояса – и летних.
Ранние заморозки бывают в конце лета или начале осени, когда
еще держатся положительные среднесуточные температуры.
236
237
6.4. Влияние эндогенного тепла Земли
на агроклиматические условия
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Основные характеристики заморозков – их интенсивность и
частота. Под интенсивностью заморозков понимается температура воздуха, другими словами это их сила или величина. Под
частотой заморозков понимается их количество за месяц, сезон,
год. Различается интенсивность и частота заморозков на поверхности почвы и в воздухе на высоте 2 м. Эти данные получают
на метеостанциях и заносят в метеорологические ежемесячники.
Интенсивность заморозков выражается в абсолютном минимуме
температуры воздуха (в метеорологическом ежемесячнике – за
месяц) и в средней минимальной температуре (вычисляется по
абсолютным минимумам в определенный месяц на определенной
метеостанции за ряд лет). Экстремальные (крайние) температуры
являются синонимами абсолютных минимальных или максимальных температур. В метеорологических ежемесячниках, которые
выпускают территориальные гидрометеорологические центры,
количество дней с заморозками принято обозначать как «дни с
морозом». Проведенные еще в 1925–1940 годах исследования процесса возникновения заморозков в разных частях СССР показали,
что поздние весенние и ранние осенние заморозки всегда возникают в результате адвекции холодной воздушной массы. Интенсивность заморозка, помимо температуры поступившей воздушной массы, зависит от целого ряда факторов, главным образом от
свойств подстилающей поверхности и общих погодных условий
во время заморозка. Этот вывод полностью подтверждается в работах Л.К. Смекаловой (1957), И.А. Гольцберг (1957), где опровергнуто существовавшее в метеорологической литературе деление
заморозков на два резко различных типа – адвективный и чисто
радиационный – и обосновано выделение трех типов процесса
возникновения заморозков.
В настоящее время принято выделять следующие типы заморозков:
1. Адвективные заморозки возникают в результате наступления
волны холода с температурой ниже 0 ºС, как правило, в течение
нескольких суток подряд при общем низком уровне температуры, значительной облачности, ветре и вызывают падение температуры ниже 0 ºС не только ночью, но часто и днем. Основной
причиной этого является адвекция (перенос воздушных масс в
горизонтальном направлении) арктических воздушных масс. Воздушная масса – обширная часть воздуха тропосферы, имеющая
однородные свойства, полученные от той территории или аквато-
рии, над которой она сформировалась. Так, арктические воздушные массы формируются над акваторией Северного Ледовитого
океана. Перемещаясь, они приносят свои свойства на другую территорию, меняя погоду, ранее установившуюся там.
2. Радиационные заморозки возникают в тихие, ясные ночи в
результате суточного хода температуры при относительно низких средних суточных температурах и интенсивном ночном излучении (потеря тепла подстилающей поверхностью вследствие
длинноволновой или тепловой радиации).
3. Смешанные заморозки наиболее часты поздней весной, в начале лета или ранней осенью при относительно высоких среднесуточных температурах. При этом ночное понижение температуры
уже не приводит в ясные ночи к падению минимальной температуры ниже 0 ºС, а заморозки всегда связаны с адвекцией холодных
масс воздуха. При поступлении на континент температура этих
масс воздуха бывает выше 0 ºС и падает ниже 0 ºС только в
результате радиационного ночного выхолаживания. Значения отрицательных температур при этом типе заморозков обычно не велики (от -2 до -3°С). Наиболее опасны для растений адвективные
заморозки, которые захватывают обширные территории и имеют
самые низкие температуры. Большое влияние на интенсивность
заморозков играет подстилающая поверхность (местные условия),
особенно при радиационных и смешанных заморозках.
По степени охлаждения почвы и воздуха заморозки разделяются на слабые (от -1 до -2 °С), сильные (от -3 до -4 °С) и очень
сильные (от -5 до -6 °С).
Различная степень подверженности участка заморозкам изменяется в зависимости от формы рельефа, экспозиции склона, защищенности места, растительного покрова, близости водоема и
типа заморозка [Романова, Мосолова, Береснева].
Многочисленные авторы сходятся во мнении, что наиболее
безопасными для возникновения заморозков местами являются
склоны южных, юго-западных экспозиций и вершины макрорельефа, наиболее опасными – северные и северо-восточные склоны и котловины (впадины макрорельефа), лишенные древесной
растительности, с переувлажненными почвами [Берлянд, 1948,
1956; Гольцберг, 1948, 1957, 1961; Берлянд, Красиков, 1953; Сапожникова].
Заморозки на вершинах и верхних частях склонов в результате
стекания холодного воздуха бывают менее интенсивные, чем в
238
239
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
долинах и пониженных частях рельефа, причем различия по сравнению с заморозками на равнине могут достигать 2–3 ºС. Наиболее сильно влияние рельефа проявляется в ясную погоду. Однако
следует иметь в виду, что в некоторых случаях, когда заморозки
сопровождаются пасмурной и ветреной погодой, в менее благоприятных условиях оказываются вершины и наветренные склоны,
на которых выхолаживание растений за счет большой скорости
ветра идет более интенсивно, чем в защищенных от ветра местах.
Влияние местных условий на интенсивность заморозков отражено
в таблице 6.13.
Таблица 6.13
Влияние рельефа на степень заморозкоопасности отдельных
его форм в тихие, ясные ночи [Гольцберг, 1961]
Форма рельефа
Холодный
Степень
воздух
заморозкоопасПриСток
ности,
ток
баллы
Нет
минимальной температуры
за ночь, °С
длительности
безморозного
периода, дни
от +1
до +3
от +5
до +15
Вершины и верхние части пологих
(менее 10°) склонов
2
Равнины, плоские
вершины, дно широких (более 1 км)
открытых долин в
средней части
3
Нет
Нет
0
0
Средние части пологих склонов (менее 10°)
3
Есть
Есть
0
0
Дно и нижние части склонов долин
с умеренным уклоном
2
Есть
Есть
от +1
до +3
от +5
до +15
Долины больших
рек, побережья морей и озер
2
Есть
Есть
от +2
до +4
от +10
до +20
240
Есть
Изменение
Окончание табл. 6.13
Форма рельефа
Холодный
Степень
воздух
заморозкоопасПриСток
ности,
ток
баллы
Изменение
минимальной температуры
за ночь, °С
длительности
безморозного
периода, дни
Дно и нижние части склонов долин
со слабым уклоном
4
Есть Слабый
от -2
до -3
от -10
до -15
Котловины
5
Есть
от -4
до -6
от -20
до -30
Нижние
части
склонов и прилегающие части широких долин
4
Есть Слабый
от -3
до -5
от -15
до -25
Сырые низины
4
Нет
от -3
до -6
от -15
до -30
Нет
Нет
Густые заросли деревьев и кустарников на склонах возвышенностей, препятствуя движению холодного воздуха в низины, ослабляют интенсивность заморозков. Близость водоемов (рек, озер)
уменьшает вероятность заморозков и делает их менее интенсивными (табл. 6.14).
Осенью заморозки на повышенных элементах рельефа начинаются раньше, чем в низинах, причем изменение идет со скоростью
2–3 дня на 100 м высоты. Заморозкоопасность различных форм
рельефа определяется условиями стока и подтока охлажденного
воздуха из прилегающих мест. Кроме этого на заморозкоопасность вогнутых форм рельефа сильно влияет площадь, с которой на них поступают воздушные массы. Чем больше площадь
склонов, с которых стекает в долину охлажденный воздух, тем
интенсивнее и чаще заморозки в этой долине.
На продолжительность безморозного периода определенное
влияние оказывает изрезанность рельефа местности. При относительной разности высот между бровкой и дном долины менее 50 м
влияние мезорельефа на изменение длительности безморозного
241
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
периода незначительно, оно вызывает его уменьшение на 8–12
дней. При разности высот от 50 до 150 м безморозный период
уменьшается на 12–20 дней (рис. 6.14).
Таблица 6.14
Изменение сроков наступления заморозков и продолжительность
безморозного периода, дней, в зависимости от местных условий
сравнительно с открытым ровным местом [Гольцберг, 1961]
Местоположение
Города
Вершины и верхние
части склонов
Долины
больших
рек
Широкие (более 1
км) плоские долины
Долины при слабохолмистом рельефе
Открытые плоские
небольшие долины
и логи глубиной менее 50 м
Открытые долины в
холмистой местности от 50 до 100 м
Замкнутые долины
и котловины глубиной от 50 до 100 м
Сырые низины
Лесные поляны
Побережье моря
Острова среди моря
Весенние
заморозки
прекращаются
Осенние
заморозки
наступают
Продолжительность
безморозного
периода
раньше
на
позднее на
раньше
на
позднее на
короче
на
длиннее на
5
–
–
10
–
15
10
–
–
10
–
20
5
–
–
10
–
15
0
0
0
0
0
0
–
5
7
–
12
–
–
4–6
8–10
–
–
–
–
6–10
10–15
–
16–25
–
–
12
18
–
30
–
–
–
8
10
11
11
–
–
14
14
–
–
–
–
12
25
25
25
–
–
–
–
20
35
242
Рис. 6.14. Географическое распределение поправок на уменьшение
длительности безморозного периода под влиянием рельефа
[Гольцберг, 1961]:
– на 10–12 дней,
– на 12–20 дней
Такие различия высот характерны для территории Архангельской области. Частота заморозков и продолжительность
безморозного периода также в большой степени зависит от
местоположения метеостанции (близость моря, форма рельефа, высота над уровнем моря, характер подстилающей поверхности).
Для того, чтобы определить дату окончания или начала заморозков, продолжительность безморозного периода для определенного местоположения, надо знать среднюю дату окончания (или
243
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
начала) заморозков на ближайшей метеостанции и особенности
микрорельефа местности.
Продолжительность безморозного периода по некоторым метеостанциям [Агроклиматические ресурсы…] таковы:
– 80.
1. Архангельск
2. Мезень
– 79.
– 109.
3. Пертоминск
4. Холмогоры
– 107.
5. Пинега
– 90.
– 84.
6. Лешуконское
7. Онега
– 105.
– 84.
8. Обозерская
9. Емецк
– 102.
– 91.
10. Каргопоры
– 94.
11. Сура
12. Конево
– 102.
– 101.
13. Турчасово
14. Емца
– 93.
15. Двинской Березник – 106.
16. Окуловская
– 93.
17. Няндома
– 107.
– 106.
18. Шенкурск
19. Верхняя Тойма
– 110.
– 113.
20. Красноборск
21. Каргополь
– 109.
– 105.
22. Коноша
– 108.
23. Вельск
24. Шангалы
– 112.
– 105.
25. Котлас
26. Яренск
– 84.
– 104.
27. Вилегодское
28. Соловки
– 109.
В юго-западных и южных лесхозах области морозы весной
прекращаются раньше, осенью начинаются позднее, средняя
продолжительность безморозного периода в этих лесхозах местами превышает 110 дней. По мере продвижения к северовостоку, а также в восточных районах продолжительность безморозного периода сокращается до 80–90 дней, в отдельные
холодные годы в этих районах безморозный период длится
менее 30 дней.
Считается, что в таких случаях безморозный период отсутствует. К таким относится Мезенский лесхоз, где в 3% лет безморозный период отсутствовал, в 5% лет его продолжительность
была близка к 30 дням. На побережье Белого моря средняя дата
последнего мороза весной наступает с запозданием, но с еще большим запозданием она наступает осенью вследствие значительного
прогревания водного бассейна за лето. В связи с этим продолжительность безморозного периода здесь удлиняется и местами
превышает 120 дней.
В лесу наиболее подвержены заморозкам поляны, прогалины и
вырубки. Температура полян может настолько понижаться ночью
(особенно при ясной погоде), что на них возникают заморозки, которые не всегда бывают на открытой местности. При отношении
диаметра поляны к высоте окружающих деревьев, равном 2, возникает высокая опасность заморозков, образуется «морозобойная
яма». При окружении таких прогалин плотной стеной леса, холодный воздух в прогалине застаивается, и опасность заморозков
возрастает [Мелехов, 1980].
Температура грунта и почвы в значительной степени определяет климат приземного слоя воздуха. Травянистая и древесная
растительность улучшает микроклимат приземного слоя воздуха, препятствует возникновению и распространению радиационных ночных заморозков. Растения изменяют характер колебаний
температуры в приземном слое воздуха. В растительном покрове
теплообмен охватывает пространство значительной вертикальной
протяженности. Такое распределение днем предохраняет растения
от перегрева, а ночью препятствует возникновению чрезмерно
низких температур.
Даты начала и окончания заморозков, а также длительность безморозного периода в воздухе и на почве различны (табл. 6.15).
244
245
Таблица 6.15
Соотношение в датах начала, конца и продолжительности
безморозного периода в воздухе и на поверхности почвы
Место
Средняя
дата начала
безморозного
периода (0°)
Средняя дата
конца безморозного
периода (0°)
Средняя
длительность
безморозного
периода, дней
В воздухе
На почве
1 июня
12 июня
1 сентября
21 августа
90
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Разница температур между поверхностью почвы и воздуха на
высоте 2 м над ней в условиях, благоприятных для интенсивного
охлаждения посредством излучения, может превышать в отдельных случаях 10 ºС. Наибольших значений эти различия достигают
около полудня, наименьших − ночью, но при адвективных заморозках ночью температура воздуха на высоте 2 м может быть ниже
температуры над поверхностью почвы. Такое же распределение
температуры по вертикали наблюдается в отдельные ночи на метеорологических станциях с местной адвекцией холодного воздуха
в условиях радиационного выхолаживания и может наблюдаться в
долинах, почва которых днем сильно прогревается, а ночью охлаждение перекрывается действием потока охлажденного воздуха из
более высоких частей склонов и самой долины. Наибольшие средние различия температур на поверхности почвы и на высоте 2 м
наблюдаются на метеостанциях с узко местным подпором самого
нижнего слоя воздуха и при большой влажности почвы вследствие
высокого стояния грунтовых вод.
Средняя амплитуда температур заморозков на поверхности
почвы и в воздухе на лесных полянах очень незначительна, т.к.
слой охлажденного воздуха пополняется стоком с поверхности
крон окружающего поляну леса. Наибольшая разность температуры между поверхностью почвы и высотой 2 м наблюдается
через 1,5–2 часа после захода солнца, когда поверхность почвы
уже интенсивно излучает, но процесс охлаждения еще не успел
захватить значительного слоя воздуха.
Средние даты заморозков приходятся на определенные средние суточные температуры, которые достаточно устойчивы в пространстве. С нарастанием континентальности средняя суточная
температура средней даты заморозка возрастает. Для Архангельской области эти цифры составляют 9–11 °С (с севера на юг) −
последний заморозок и 9–10 °С − первый заморозок. Эта характеристика отражает сельскохозяйственное значение заморозков
[Гольцберг, 1961].
Вероятность возникновения заморозков зависит от многих
факторов. Кроме адвекции холодного воздуха на понижение
температуры оказывает влияние потеря тепла подстилающей
поверхностью вследствие длинноволновой радиации, влажность
воздуха, скорость ветра, характер облачности. На степень ночного
охлаждения воздуха влияет суточный ход температуры, средняя
суточная амплитуда температуры, начальное распределение температуры по вертикали.
Основной причиной ночного понижения температуры в приземном слое воздуха является потеря тепла подстилающей поверхностью вследствие длинноволновой, или тепловой, радиации. Большая часть энергии излучения задерживается атмосферой, которая,
в свою очередь, тоже излучает тепловую радиацию (противоизлучение атмосферы). Разность между излученной с земли энергией и противоизлучением атмосферы называется эффективным
излучением земли и определяет значение радиационного баланса
в ночное время. Эффективное излучение зависит от значения температуры и влажности воздуха на различных высотах. Эффективное излучение увеличивается с возрастанием температуры, т.к.
при этом увеличивается излучение с подстилающей поверхности.
Чем меньше влажность воздуха, тем меньше противоизлучение
атмосферы и тем больше эффективное излучение земли и, следовательно, больше вероятность заморозков.
Если небо покрыто облаками, противоизлучение атмосферы
увеличивается, а эффективное излучение значительно снижается,
снижается и вероятность заморозков. Облака нижнего и среднего ярусов излучают тепловую радиацию почти как черное тело,
поэтому, чем выше облака и ниже температура нижней их поверхности, тем меньше излучаемая ими радиация и тем больше
эффективное излучение земли, и более вероятны заморозки [Берлянд, Красиков, 1953].
Радиационное охлаждение собственно приземного слоя воздуха
намного меньше охлаждения подстилающей поверхности, поэтому вследствие эффективного излучения охлаждается в основном
поверхность земли, а температура вверх и вниз от нее постепенно
повышается.
Чем больше эффективное излучение земли, тем больше ночное
выхолаживание воздуха и почвы. Увеличивается и разница между
температурой нижнего и верхнего слоев воздуха, а также поверхностных и более глубоких слоев почвы, т.е. увеличивается градиент температуры. Степень ночного охлаждения, а также величина температурных градиентов возрастает с увеличением периода
охлаждения после захода солнца. Когда температура с высотой
растет, у земли располагается холодный воздух, а выше − теплый.
Чем больше разность температур между верхними и нижними
слоями воздуха, тем менее интенсивен турбулентный обмен. Днем
246
247
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
температура с высотой падает, способствуя подъему движущихся
снизу теплых вихрей, что благоприятствует развитию турбулентности. Уменьшение ночного падения температуры подстилающей
поверхности вызывает ослабление выхолаживания приземного
слоя воздуха в ночные часы.
Таким образом, ночью с усилением ветра, когда увеличивается турбулентный обмен, замедляется понижение температуры, а
при уменьшении ветра, наоборот, возрастает интенсивность выхолаживания воздуха. В ночное время температура верхних слоев почвы возрастает с глубиной, поэтому должен существовать
поток тепла по вертикали из более теплых слоев воздуха к ее
поверхности.
Изначально холодными являются болотные и болотноподзолистые почвы. Теплообмен в почве определяется процессом
теплопроводности, которая зависит от структуры почвы. Чем
меньше плотность почвы, тем хуже она проводит тепло, т.к. воздух – плохой проводник тепла. Теплопроводность почвы тем больше, чем больше почвенных пор заполнено водой. Таким образом,
поток тепла из почвы в ночное время при слабом ее увлажнении
меньше, чем при сильном; следовательно, развитие заморозка более вероятно над сухой почвой, чем влажной [Берлянд, Красиков,
1960].
Степень ночного охлаждения воздуха зависит также от начального распределения температуры по вертикали. Благодаря турбулентному обмену начальный профиль температуры в течение
ночи непрерывно меняется.
Днем радиационный приход тепла преобладает над потерей
тепла, обусловленной эффективным излучением, поэтому подстилающая поверхность нагревается сильнее, чем прилегающие
к ней слои воздуха и почвы. Днем температура воздуха падает с
высотой, а в почве уменьшается с глубиной. В результате имеет
место турбулентный поток тепла к прилегающей поверхности, в
атмосферу и тепловой поток, направленный вглубь почвы. Кроме
того, в дневное время происходит испарение влаги с почвы, на
что расходуется тепло [Берлянд, Красиков, 1953].
Усиление скорости ветра вызывает увеличение интенсивности
теплообмена в атмосфере и замедляет ночное охлаждение. Подобным образом в дневное время с усилением турбулентного обмена
при увеличении скорости ветра уменьшается степень дневного
прогрева воздуха и почвы, поэтому разность между максимальной
и минимальной температурой в течение суток, т.е. амплитуда ее
колебаний, уменьшается с увеличением скорости ветра. На влажных почвах вследствие увеличения теплопроводности амплитуда
суточных колебаний температуры будет примерно на 20% меньше, чем сухих [Берлянд, 1956].
Изучение средней суточной амплитуды температуры дает возможность наметить термические границы радиационных заморозков, возникающих в результате суточного хода температуры. Чем
больше суточная амплитуда температуры, тем более вероятно, что
самая низкая точка ее окажется ниже 0 °С, т.е. будет наблюдаться
радиационный заморозок. Суточная амплитуда температуры является основным фактором, влияющим на длительность заморозков, причем с увеличением амплитуды уменьшается длительность
заморозка. Наименьшая амплитуда в Архангельске отмечается в
сентябре, следовательно, в этом месяце при данных условиях продолжительность заморозков будет наибольшей.
Что касается интенсивности заморозков, то она передвигается
в сторону роста среднесуточных температур в континентальном
климате, в приморском климате эти величины несколько сглажены. Возможно, что существенным фактором, влияющим на процесс возникновения заморозков, является земное тепло [Горный,
1999]. Бесспорно, что величина теплового потока из недр Земли
различается на разных территориях. Возможно, что метеостанции
с наиболее частыми и интенсивными заморозками находятся в местах, где величина теплового потока из недр Земли более низкая,
а метеостанции с менее частыми заморозками – наоборот.
Таким образом, на общий фон, создаваемый подстилающей
поверхностью, накладывается еще и тепловой поток различной
интенсивности, который, являясь постоянной величиной, хотя и
не оказывает решающего действия на процесс возникновения заморозков, но влияет на их характеристики.
248
249
6.4.2. Общая характеристика заморозков
в Архангельской области
Расположение Архангельской области в высоких широтах, близость полярного круга и арктических морей оказывает большое
влияние на климат региона. Заморозки могут быть в любом месяце вегетационного периода. Характерной особенностью циркуляции атмосферы на территории области является преобладание
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
северных ветров в теплое время года, что зачастую приводит к
возникновению заморозков [Климат Архангельска].
Наиболее сильные заморозки относятся к адвективному типу.
В холодные годы они повсеместно встречаются в июне. Июнь
можно отнести к самым неблагоприятным по заморозкам месяцам лета. В июне заморозки случаются чаще, чем в июле и августе. На основании частоты заморозков в июне можно условно
отнести лето к «холодному» (т.е. с частыми заморозками, когда в
июне на всех метеостанциях отмечаются заморозки) либо к «теплым» (заморозки менее часты, и количество метеостанций, где
они зафиксированы в июне не более 50%). За 20-летний период
наблюдения нами выделено 5 холодных и 5 теплых лет. К холодным годам (по заморозкам в июне) мы отнесли 1968, 1969, 1978,
1979 и 1982 (в июне на всех рассматриваемых 28 метеостанциях
регистрировались заморозки). К теплым – 1977, 1986, 1987, 1989
и 1990 года, когда заморозки регистрировали менее 50% рассматриваемых метеостанций. Для того, чтобы выделить территории
лесхозов с наиболее неустойчивыми погодными условиями и наибольшими предпосылками к возникновению опасных заморозков,
а также территории лесхозов с более благоприятными условиями,
нужно проанализировать частоту и интенсивность заморозков на
станциях в этих лесхозах в годы с теплым и холодным июнем.
Так, в годы с теплым июнем наиболее частые и сильные заморозки регистрировались на станциях Мосеево (Мезенский лесхоз),
Архангельск (Архангельский лесхоз), Пинега (Пинежский лесхоз),
Карпогоры (Карпогорский лесхоз) и Окуловская (Выйский лесхоз).
В годы с теплым июнем на протяжении 5 лет самыми теплыми
(самые высокие минимальные температуры при отсутствии заморозков) были станции Емецк (Емецкий лесхоз), Шенкурск (Шенкурский лесхоз), Шангалы (Устьянский лесхоз).
В годы с холодным июнем самые низкие показатели частоты и
интенсивности заморозков были на станции Северодвинск в 1968,
1978, 1979 годах (Северодвинский лесхоз), на станции Шенкурск
в 1979 году (Шенкурский лесхоз), на станции Вельск в 1969 году
(Вельский лесхоз), на станции Шангалы в 1968 году (Устьянский
лесхоз).
В годы с холодным июнем на протяжении 5 лет наиболее
высокие показатели частоты и интенсивности заморозков были
на станциях Мосеево (Мезенский лесхоз), Пинега (Пинежский
лесхоз), Карпогоры (Карпогорский лесхоз), Лешуконское (Лешу-
конский лесхоз), Верхняя Тойма (Верхне-Тоемский лесхоз), Архангельск (Архангельский лесхоз), Холмогорская (Обозерский
лесхоз), Окуловская (Выйский лесхоз), Онега (Онежский лесхоз).
Таким образом, если проследить по карте географическое положение перечисленных выше лесхозов, то можно сделать вывод,
что наиболее сильному влиянию арктических воздушных масс, а
следовательно, и адвективных заморозков, подвергаются северовосточные, восточные и северо-западные лесхозы области. К наиболее холодным можно отнести территории Мезенского, Пинежского, Архангельского, Карпогорского, Лешуконского, Выйского,
Онежского лесхозов. Наиболее теплыми можно назвать территории лесхозов: Северодвинского, Шенкурского, Устьянского. При
этом Северодвинский лесхоз был самым теплым в годы с холодным июнем, а Шенкурский и Устьянский лесхозы – с теплым.
В июле заморозки более редки и относятся в основном к радиационному, реже к смешанному типу. По интенсивности это
слабые заморозки (от 0 до -2 ºС). Наиболее регулярны июльские
заморозки в Мезенском лесхозе (средняя минимальная температура в июле на высоте 2 м на станции Мосеево -1,08 ºС, средняя
частота – 0,9 дня; на поверхности почвы соответственно -0,4 ºС
и 0,4 дня). Эпизодические июльские заморозки бывают в Приозерном, Плесецком, Пуксоозерском, Соловецком, Карпогорском,
Пинежском, Архангельском, Онежском, Выйском, Няндомском,
Коношском, Вилегодском лесхозах. За период 20-летнего наблюдения абсолютный минимум температур был зарегистрирован в
1986 году на станции Холмогорская (Обозерский лесхоз). Он составил -3 ºС.
Если проанализировать географическое распространение июльских заморозков, то можно отчетливо выделить зону с заморозками и зону, в которой июльские заморозки не были выявлены
за исследуемый период времени (20 лет). Зона с июльскими заморозками проходит практически сплошной полосой в восточной,
северной и западной частях области. Зона, в которой июльские
заморозки не отмечены, расположена в центральной и южной частях области по берегам рек Северная Двина, Вага и Устья.
Это можно объяснить отепляющим влиянием крупных рек
[Гольцберг, 1961], что сказывается на увеличении продолжительности безморозного периода на 15 дней, но тем не менее абсолютный минимум температуры в июне и августе в этой зоне могут
250
251
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
опускаться до -3–5 °С (сильные и очень сильные заморозки). Есть
исключение и среди лесхозов, входящих в зону с июльскими заморозками. В Яренском, Сурском и Лешуконском лесхозах (восточная часть области) и в Каргопольском лесхозе (западная часть
области) июльские заморозки не выявлены.
Таким образом, не все крупные реки оказывают отепляющее
влияние в процессе возникновения заморозков. Лесхозы в нижнем
течении рек Мезени и Северной Двины, в верхнем и нижнем течении реки Пинеги, в среднем и нижнем течении Онеги отличаются
повышенной заморозкоопасностью с июльскими заморозками.
Сопоставление тепловой карты Северо-запада России со схемой распространения июльских заморозков показало территориальное совпадение зоны без июльских заморозков с территорией
выноса повышенного эндогенного тепла.
В августе заморозки обычно встречаются реже, чем в июне, но
их интенсивность приближается к июньской. Наиболее распространенными типами августовских заморозков являются радиационный и смешанный. Адвективные заморозки редки. Наиболее
массовые заморозки в августе встречаются во второй половине
месяца. Наиболее частые августовские заморозки происходят в
Мезенском, Карпогорском, Приозерном, Обозерском, Пуксоозерском, Архангельском, Выйском, Плесецком и Пинежском лесхозах. Абсолютный минимум температур в августе (-7 °С) был зафиксирован в 1980 году в Пуксоозерском лесхозе.
Следует отметить большую изменчивость числа заморозков по
годам. В отдельные годы заморозки на большей части территории
области были единичны (теплые годы – 1977, 1986, 1987, 1989,
1990) или часты (Мезенский лесхоз – 21 день на почве в июне
1978 г., Пинежский лесхоз – 17 дней на почве в июне 1968 г.).
Наибольшие абсолютные минимумы температур отмечаются в
августе (Пуксоозерский лесхоз – -7 °С на почве в августе 1980 г.;
Пинежский лесхоз – -6 °С на почве в августе 1980 г.; Мезенский
лесхоз – -5 °С на почве в августе 1980 г.).
Для того, чтобы определить основные направления адвекции
холодных воздушных масс, мы проанализировали пути их продвижения на территории области по датам абсолютных минимумов во время массовых заморозков (адвективного типа). Оказалось, что направления движения холодных воздушных масс
имеют северо-восточные и северо-северо-восточные румбы (по
29% от общего количества направлений). Кроме того, по 14% имеют северо-северо-восточные, северные и северо-северо-западные
румбы.
Таким образом, чаще всего холодные воздушные массы, вызывающие заморозки, вторгаются на территорию области со стороны Мезенского, Лешуконского и Архангельского лесхозов и
распространяются далее. Температура воздуха на метеостанциях
в пределах распространения воздушных масс зависит от характера подстилающей поверхности, в силу чего интенсивность заморозков в пределах распространения воздушных масс бывает
различной. Например, водная система Северная Двина – Вага оказывает отепляющее воздействие во время заморозков на местных
метеостанциях. Когда холодная воздушная масса проходит через
территорию, по которой протекают эти реки, минимальная температура на местных станциях обычно бывает выше, чем восточнее
и западнее от этой водной системы. Наиболее частные заморозки
регистрируются в июне, они относятся к адвективному типу. В
августе заморозки случаются реже, они в основном смешанного
или радиационного типа. Наиболее редки заморозки в июле, они
относятся в основном к смешанному типу. Наиболее интенсивные
заморозки регистрируются в июне и августе (часты сильные и
очень сильные заморозки). В любом случае решающим фактором,
определяющим интенсивность заморозков, является характер подстилающей поверхности и ее свойства, в том числе, возможно, и
эндогенное тепло.
Кроме того, на территории южной части Беломорско-Кулойского
плато (Луковецкое лесничество Холмогорского лесхоза (северная
подзона тайги)) были визуально выявлены участки культур ели,
на которых они сильно повреждались заморозками. Также были
выделены площади, где повреждаемость культур не отмечалась.
Исследования выполнялись на 16 контрольных участках вырубок,
на которых проводились замеры температуры воздуха минимальными термометрами (по 10 шт. на каждый участок). Для непрерывной регистрации температуры использовали недельные термографы. Измерение температуры почвы проводили с помощью
коленчатых термометров. Во время ночного заморозка на каждом
участке трижды замеряли температуру воздуха на поверхности
почвы и на высоте 1 м. Дифференциация участков по интенсивности и силе заморозков проводилась по средним значениям минимальной температуры на каждом участке. Участки исследований
252
253
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
имеют инструментальную координатную привязку (GPS Garmin
III Plus) [Беляев, Бурлаков, 2007].
На рисунке 6.15 показана часть территории Луковецкого лесничества (юг Беломорско-Кулойского плато), характеризующая
микроклиматические особенности на вырубках во время весеннелетних ночных радиационных заморозков.
Глава 7
ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
ВЫРАЩИВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ
КУЛЬТУР ХВОЙНЫХ ПОРОД
Анализ географически привязанных материалов осуществлялся в ГИС-пакете MapInfo 6.5 и показал, что участки культур, о
которых говорилось выше, менее подвержены влиянию заморозков, расположены в зонах с повышенным уровнем КТП. К этим же
территориям приурочены культуры ели, для которых характерны
более высокие показатели роста.
На этом основании можно предположить, что формирование
наименее подверженных заморозкам таежных территорий и, как
следствие, меньшая повреждаемость культур ели в вегетационный
период обусловлены аномалиями конвективного теплового потока
высокой интенсивности (до 30–50 Вт/м2).
В развитии человеческого общества период преимущественного присвоения имеющихся природных ресурсов приходит к концу.
Во многих странах заготовка древесины в лесах естественного
происхождения сопровождается увеличением интенсивности лесохозяйственных мероприятий и даже заменяется специализированным производством на постоянных площадях [Маркова,
1989].
В условиях Европейского Севера искусственное лесовосстановление по-прежнему ориентировано, в лучшем случае, только на
простое воспроизводство ранее произраставших здесь насаждений. Как показывает анализ литературных источников, в мире
наблюдается тенденция к обоснованию и широкому внедрению
следующего этапа искусственного лесовосстановления и лесовыращивания – плантационного. Большинство авторов под термином плантационные лесные культуры понимают специальные
культуры с управляемым (формируемым) ростом деревьев, позволяющие получать древесину как сырье (в виде заранее заданного
сортимента или сортиментов) значительно быстрее и в большем
количестве, чем в обычных насаждениях [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984].
Выделяют три типа лесовосстановления – естественное, искусственное и плантационное. В разных регионах направления
лесовозобновления не могут быть одинаковыми. Ориентировочно предлагается следующее соотношение отдельных направлений
лесовозобновления: естественное – 35%, искусственное – 55%,
плантационное – 10%.
254
255
Рис. 6.15. Схема сопоставления материалов: 1 – территории с высоким
уровнем КТП, 2 – территории с низким уровнем КТП, 3 – холодные
участки вырубок, 4 – теплые участки вырубок, 5 – технологическая
дорога, 6 – культуры ели, номера участков
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ускоренным лесовыращиванием занимаются в Латинской Америке, США, Канаде, Италии, Польше, Германии и других странах.
Выращивают тополя, эвкалипты, пихты, дугласии, ели, кипарисы,
но в основном разные виды сосны. Срок выращивания плантаций ели в Канаде – 35–70 лет, при запасе товарной древесины
215–510 м3/га.
В России накоплен большой практический опыт по выращиванию лесных культур. Культуры Фокеля, Тюрмера, Теплоуховых
с запасами древесины 530–1200 м3/га являются эталонами искусственных насаждений. О культурах ели и сосны с подобным приростом древесины сообщается в работах М.Д. Мерзленко (1977),
М.Н. Прокопьева (1981), С.Н. Сеннова и Б.Г. Соколовского (1984)
и других. В них воплощено искусство лесоводов и высокий профессионализм исполнителей. История искусственного лесовыращивания на Севере значительно скромнее, но и здесь отмечены
примеры создания высокопродуктивных культур [Ипатов, 1974;
Редько, Бабич, 1991].
Изложенные выше результаты экспериментальных исследований по эффективности отдельных лесокультурных приемов создания лесных культур уже позволяют положительно ответить на
вопрос о возможности ускоренного воспроизводства хвойных пород в регионе. На эколого-лесоводственных предпосылках решения этой важнейшей проблемы остановимся более подробно.
Перспективность ускоренного воспроизводства хвойных пород
в условиях Севера базируется на ряде известных положений о
потенциальных возможностях лесовыращивания: около 6% естественных насаждений Архангельской области представлены высокопродуктивными древостоями II-III классов бонитета [Мелехов, Чертовской, Моисеев]. Запас древесины в них к 60-летнему
возрасту может превышать 220 м3/га (ельник кисличный III класса
бонитета). Естественно сформировавшиеся листьяги I класса бонитета нередко имеют запас древесины свыше 400 м3/га, а II класса бонитета – запас до 325 м3/га.
Таким образом, одной из предпосылок решения задачи является рациональное использование плодородия почв при лесовы-
ращивании. Под плодородием почв обычно понимают их способность удовлетворять потребность растений в воде и питательных
веществах. Оценка уровня плодородия почвы и ее пригодности
для тех или иных целей лесовыращивания может основываться на
разных аргументах, в том числе и на характеристике (производительности) имеющихся на данном участке древостоев. Для наших
целей эту оценку более удобно выражать в тех же единицах, что
и производительность древостоев, т.е. в классах бонитета или в
баллах [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984].
В литературе имеется ряд работ, посвященных установлению
связи между производительностью древостоев и такими показателями, как мощность корнеобитаемого слоя, уровень залегания
грунтовых вод [Зеликов, 1971, 1981], содержание физической глины
в верхнем слое почв [Чертов]. Значительно меньше исследований
посвящено построению моделей производительности древостоев
по тем или иным характеристикам почвы [Родин, Мерзленко; Вайчис; и др.]. Все модели плодородия почв имеют региональный
характер. Для Европейского Севера разработана бонитировочная
таблица для оценки лесных почв северной и средней подзон тайги [Паршевников, Серый, Бахвалов]. Она составлена на основе
изучения почв и производительности произрастающих на них
лесов. Группы почв характеризуются условиями увлажнения и
приуроченностью к определенным элементам рельефа. В них отражена связь почвы с типами сосновых и еловых лесов и их производительностью.
Каждой группе почв дана оценка в баллах, характеризующая
продуктивность этих почв. 100 баллами оценена слабоподзолистая супесчаная почва на карбонатной супеси в сосняке кисличном, имеющем в 100-летнем возрасте среднюю высоту 30 метров.
Все другие почвы оценены соответствующим количеством баллов
пропорционально средним высотам древостоев на этих почвах.
По нашему мнению, культуры для ускоренного воспроизводства хвойных пород целесообразно создавать на плодородных почвах (плодородие на уровне 80-100 баллов). Поиски таких участков следует вести прежде всего по лесоустроительным данным,
почвенным картам, планам лесонасаждений и пр. В дальнейшем,
для того чтобы определить, какой уровень плодородия может
быть достигнут и какими путями, следует проводить детальное
обследование почв по выделам.
256
257
7.1. Подбор лесокультурных площадей
и древесных пород
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Аналогичный подход к выбору плантационных лесных предприятий рекомендуют И.В. Шутов, Е.Л. Маслаков и И.А. Маркова
(1984). Из упомянутой выше бонитировочной таблицы для оценки
лесных почв нами выбраны группы типов почв и типы леса, перспективные для создания культур для ускоренного воспроизводства хвойных пород. Эти данные касаются выбора тех или иных
почв в системе лесохозяйственных мероприятий, преследующих
цель изменить (улучшить) в нужном направлении условия почвенного питания деревьев. Кроме того, результаты последних
исследований показывают, что на продуктивность лесов оказывают влияние и геоэкологические условия среды.
В различных естественно-исторических условиях для ускоренного лесовыращивания могут быть использованы различные
древесные породы. К числу наиболее важных требований, предъявляемых к ним, относятся: определенное качество древесины,
соответствующее запросам ее конкретных потребителей, достаточная устойчивость насаждений этих пород как биологических
объектов в условиях данного региона, достаточно высокий прирост древесины. В условиях западной и северо-западной европейской части России такими породами считают сосну и ель [Морозов, Шиманский; Шутов, Маслаков, Маркова, 1984]. Чистые по
составу древостои ели и сосны достаточно устойчивы (как биологические системы) к различным неблагоприятным факторам. Обе
эти породы способны усиленно расти в условиях Русской равнины, однако в различных условиях производительность древостоев
ели и сосны может сильно различаться. В насаждениях высших
классов бонитета в возрасте 50 лет и старше ель превосходит сосну по производительности. В более раннем возрасте насаждения
сосны растут значительно быстрее насаждений ели. В онтогенезе
сосны период большого прироста начинается раньше, чем у ели,
что и дало основание Г.Ф. Морозову (1949) отнести сосну к числу
быстрорастущих древесных пород, а ель – к медленнорастущим,
однако руководствоваться только этой закономерностью при выборе древесной породы нельзя. Необходимо сопоставлять темп
роста, а в отдельных случаях и качество прироста ели и сосны в
конкретных условиях.
Наши исследования касались в большей или меньшей степени четырех древесных пород: сосны, ели, лиственницы и кедра.
Основное внимание уделялось сосне и ели, как главным породам,
произрастающим на Европейском Севере и имеющим наибольшее
хозяйственное значение. Наблюдения за сравнительным ростом
опытных культур названных пород показали, что в условиях
осушенных переходных болот наиболее интенсивно растет сосна
(табл. 7.1). На минеральных почвах вырубок из-под ельниковчерничников ели могут не уступать по росту сосне (табл. 7.2).
Лиственница росла интенсивнее, чем сосны и ели. Сравнение
показателей 8-летних культур лиственницы Сукачева и сосны в
Республике Коми (Сыктывкарский лесхоз) показало, что высота
лиственницы на 29%, а диаметр на 23% выше, чем сосны. Средняя высота культур лиственницы составила 183 см, а сосны –
142 см, средний диаметр – соответственно 3,6 и 2,8 см. Различия
по объему ствола достигли 212%.
258
259
Таблица 7.1
Состояние и рост культур сосны и ели в условиях
осушенного переходного болота
Порода
Сосна
Ель
Вид посадочного
материала
Сохранность, %
Высота
(M±m),
см
Прирост по
высоте, см,
в возрасте
3 года
5 лет
3-летние сеянцы из питомника, несортированные
47,3
90,3± 4,6
16,4
22,9
3-летние сеянцы из питомника,
отобранные
по относительной массе (масса более 1,2 от
средней)
66,3
120,7±4,7
21,5
29,0
3-летние сеянцы из питомника, несортированные
86,7
39,7±1,2
3,5
6,2
3-летние сеянцы из питомника,
отобранные
по относительной массе (масса более 1,2 от
средней)
94,0
44,6±1,3
3,3
6,9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кедр сибирский в опытных культурах начинает расти почти в
два раза медленнее, чем сосна и ель.
Таким образом, по нашим данным в условиях Европейского
Севера для ускоренного воспроизводства хвойных пород целесообразно использовать традиционные местные породы – сосну,
ель и лиственницу. Конкретно в каждом случае выбор породы
определяется с учетом лесорастительных условий лесокультурной
площади.
Особую актуальность на Севере приобретает подбор площадей для закладки культур с целью ускоренного воспроизводства
ели, которая часто побивается весенне-летними заморозками.
Особенно сильно страдают растения высотой 0,5–2,0 м [Пигарев, Козловский, Гаевский, Соколова; Маркова, 1989]. Этот фактор
настолько существенен, что без его устранения могут оказаться
бесполезными все остальные возможные мелиоративные мероприятия, направленные на улучшение лесорастительных условий
(обработка почвы, внесение удобрений, уходы и т.д.). Так, СанктПетербургский научно-исследовательский институт лесохимии
даже рекомендует пока из-за этого закладывать плантационные
культуры ели в промышленных масштабах не севернее южной
подзоны тайги [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984].
Нашими исследованиями [Беляев, Елизаров; Беляев, Козловский, Бахвалов] и работами других авторов [Козловский, 1990]
установлено, что абсолютный минимум температуры воздуха на
вырубках во время ночных радиационных заморозков находится
в слое воздуха 0–10 см. С увеличением высоты над поверхностью почвы температура воздуха закономерно возрастает до высоты 200 см. Различия в минимальных температурах на высотах
200 см и 10 см достигают 1,5 °С. Кроме того, установлено наличие «теплых» и «холодных» участков на сравнительно небольших
массивах вырубок и предложен способ их подбора [Козловский,
Гаевский, Трохнюк]. Этот метод сводится к подбору двух контрольных участков на территории лесничества с молодняками ели
высотой до 0,2–1,0 м естественного или искусственного происхождения. На одном из них ель часто повреждается заморозками,
а на другом заморозков не бывает или они незначительны. Подобранные в качестве контрольных участки могут быть использованы на протяжении длительного периода (до 10 лет). За год до
создания культур ели подбирают участки вырубок, подходящие
по остальным экологическим условиям (производительность почв,
направление ведения хозяйства и др.) для этой породы. На них, а
260
261
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
также на контрольных участках по 1-2 ходовым линиям, проложенным параллельно их длинной стороне, в точках, расположенных через 50–100 м друг от друга, устанавливают минимальные
термометры по 10 штук на каждый участок. Термометры устанавливают на высоте 10 см от поверхности почвы в один день
на всем участке. Замеры минимальных температур на них проводят в один день после ночного заморозка или понижения температуры воздуха. По показаниям термометров вычисляют средние значения минимальной температуры для каждого участка, а
также среднее значение температуры на контрольных участках.
Данные сопоставляют и для культур ели отмечают те участки,
на которых средняя минимальная температура выше ее среднего
значения двух контрольных участков («холодного» и «теплого»).
На остальных площадях целесообразнее практиковать создание
культур других древесных пород, например сосны, которая более
устойчива к заморозкам.
По мнению некоторых исследователей, одним из возможных
путей снижения влияния заморозков на рост ели является выращивание ее под защитой других пород [Чмыр, 1977]. Так, И.С. Мелехов (1980) отмечал, что лесоводственная практика располагает
средствами борьбы с заморозками (возобновление требовательных к теплу пород под покровом травяных, кустарничковых или
других древесных пород; соответствующий режим рубок ухода
и др.).
И.В. Шутов, Е.Л. Маслаков и И.А. Маркова (1984) также считают, что один из возможных путей решения этой проблемы –
создание разновозрастных культур ели, в которых ряды деревьев
старшего возраста обеспечивают защиту более молодых (при
ориентации на выборочные рубки), и разновозрастных сосновоеловых культур, в которых функцию защиты ели от заморозков
выполняют более крупные деревья сосны.
Нами также проводились исследования в данном направлении.
С этой целью в условиях средней подзоны тайги (Устьянский лесхоз, Архангельская область) были подобраны 2 участка (свежая
вырубка и вырубка, возобновившаяся лиственными породами), на
которых по одной и той же технологии были созданы опытные
культуры (участки «Солица 1, 2»; «Солица 1л, 2л»). На данных
объектах было оборудовано по 12 метеоплощадок, на которых в
течение ряда лет проводили изучение температурного режима
приземного слоя воздуха. Средние экстремальные температуры
на данных участках представлены в таблице 7.3.
262
263
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Из приведенных данных видно, что в первую половину вегетационного периода до полного распускания листьев средние
максимальные температуры на участке с лиственными породами по всему наблюдаемому слою воздуха на 0,5–3,0 ºС выше,
чем на «чистой» вырубке. В дальнейшем, видимо, происходит
перераспределение температурных градиентов вследствие этого
появившегося фактора, и минимальные температуры на участках
выравниваются, а в ряде случаев на участке с лиственными породами они даже выше.
Минимальные температуры по всему слою, наоборот, в течение всего периода выше на «чистой» вырубке, т.е. вырубка без
лиственных пород оказалась теплее. Кроме того, если сравнивать
самые низкие температуры на этих участках по периодам наблюдений, то окажется, что на участке с лиственными породами они
значительно ниже. Так, если на участке «Солица 1л» в период с 15
по 22 августа на высотах 50 и 100 см абсолютный минимум температуры был соответственно -2,5 и -2,2 ºС, то на «чистой» вырубке – только -1,8, -1,0 ºС, что на 0,7–1,2 ºС выше (табл. 7.4).
Таблица 7.4
Абсолютный минимум температуры воздуха, °С, на участках
опытных культур (1991 г.)
Период
наблюдений
Высота, см
0
30
50
Участок «Солица 2»
3.06–11.06
4,4
3,1
3,0
12.06–20.06 3,5
3,1
3,0
21.06–25.06 7,3
7,0
7,6
15.08–22.08 -0,3
-0,8
0,0
Участок «Солица 1»
5.06–10.06
4,0
2,5
2,0
11.06–25.06 3,5
4,7
3,5
15.08–21.08 -1,7
-2,3
-1,8
Высота, см
100
3,5
3,3
8,2
-0,2
2,3
3,5
-1,0
0
30
50
100
Участок «Солица 2 л»
4,8
4,5
4,5
4,3
5,2
5,2
5,6
5,4
8,0
7,8
7,9
7,6
2,0
0,3
1,1
0,8
Участок «Солица 1 л»
2,4
1,9
1,7
1,7
1,9
1,7
1,5
1,7
-1,8
-2,1
-2,5
-2,2
Таким образом, вопреки предположениям, в данном случае
участок с лиственными породами оказался холоднее, хотя признаков (почва, рельеф, напочвенный покров), свидетельствующих
264
об этом, нам выявить не удалось. Казалось бы, береза в таком
количестве должна играть роль защитного полога для ели, но
данные свидетельствуют, что на этом участке отрицательные
температуры наблюдались чаще, чем на «чистой» вырубке. Это,
по нашему мнению, можно объяснить только тем, что, согласно
данным, полученным ранее, существуют более холодные и теплые участки вырубок. И в нашем случае участок с лиственными
породами оказался настолько холоднее, что влияние лиственных
пород перекрывалось этим явлением. В последующие годы на
этих участках сохранились эти же закономерности в температурах приземного слоя воздуха.
В дальнейшем исследования в данном направлении были продолжены. С этой целью были дополнительно подобраны также
два участка – «Солица 2» и «Солица 2л», отличающиеся между
собой сроком давности рубки древостоя и, следовательно, наличием естественного возобновления березы и осины. Эти участки
расположены примерно в 10 км от первых двух участков. В лесорастительных условиях существенных различий между ними не
обнаружено. Наблюдения за температурой приземного слоя воздуха показали, что в данном случае температуры на участке с
лиственными породами выше (табл. 7.5). Причем это характерно
как для средних максимальных, так и для средних минимальных
температур.
Таблица 7.5
Средние температуры воздуха, °С, на участках опытных
культур (1991 г.)
Период
наблюдений
Высота, см (на участке
«Солица 2»)
0
3.06–11.06
12.06–20.06
21.06–25.06
28,7
27,0
31,5
3.06–11.06
12.06–20.06
21.06–25.06
15.08–22.08
8,1
8,0
10,9
2,3
30
50
100
Высота, см (на участке
«Солица 2л»)
0
Максимальные температуры
26,6
26,6
26,6
29,8
24,5 24,3
24,1
27,8
30,4
33,0
30,7
33,5
Минимальные температуры
6,9
7,0
7,4
8,7
7,2
7,5
7,6
8,3
10,7
11,1
11,5
11,7
1,5
1,5
1,6
3,1
265
30
50
100
28,6
25,5
30,2
28,8
25,3
30,4
28,8
26,8
31,3
8,3
8,3
11,8
2,6
8,6
8,6
12,0
3,3
8,4
8,5
11,8
3,4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Если сравнивать абсолютный минимум температур на этих
участках, то имеет место та же закономерность. На участке с лиственными породами («Солица 2л») минимум выше, чем на «чистой» вырубке («Солица 2»). Так, если на «Солице 2» на высоте
30 см в период с 15 по 22 августа температура опускалась до
-0,8 ºС, то на участке с лиственными породами она была 0,3 ºС.
Аналогичная закономерность отмечена и на других высотах. В то
же время на участках «Солица 1» и «Солица 1л» сохранилась отмеченная ранее закономерность: на участке с лиственными породами абсолютный минимум температуры ниже, чем на «чистой»
вырубке (см. табл. 7.4).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в ряде
случаев наличие лиственных пород на лесокультурной площади
повышает температуру приземного слоя воздуха. Иногда этой закономерности не наблюдается, поэтому, учитывая сложность данного вопроса, пока можно рекомендовать подбирать для создания
культур ели более теплые участки по способу, разработанному в
Архангельском институте леса и лесохимии [Козловский, Гаевский, Трохнюк], и уже среди них предпочтение отдавать по возможности площадям с наличием лиственных пород. Прежде всего
(для Архангельской области) следует руководствоваться разработанным нами районированием (см. главу 6).
Исследования температурного режима приземного слоя воздуха в условиях переходного осушенного болота показали, что
в большинстве случаев воздух в приземном слое охлаждался
ниже 0 °С почти в 2 раза чаще над необработанной почвой,
чем над пластами плужной вспашки [Елизаров, Беляев, Макарьина]. В большинстве случаев с удалением от осушителя величина заморозков уменьшается. В отдельные дни отрицательная
минимальная температура наблюдалась лишь вблизи осушителя
(табл. 7.6).
Следует отметить, что продолжительность заморозков на необработанной почве достигала 5–7 часов, а на пластах в те же дни
они были в 2 раза короче [Елизаров, Беляев, Макарьина]. Наименьшие температуры отмечены на некотором удалении (чаще
всего на высоте 10 см), а максимальные – на поверхности почвы
(пласт) или мха (необработанная почва).
266
Таблица 7.6
Величина заморозков, °С, на высоте 10 см на разном удалении
от осушителя
Пласт плуга ЛКН-600
Дата
наблюдений
17.05
20.05
22.05
23.05
24.5
25.05
26.05
29.05
30.05
15.06
16.06
Необработанная почва
Расстояние от осушителя, м
7
30
60
7
30
60
-0,6
-0,4
-1,3
-0,5
-0,7
-1,3
-0,6
-0,8
0,6
0,3
2,3
-0,4
-0,4
-1,4
-0,2
-0,7
-1,0
-0,2
0,1
2,1
1,4
3,3
0,3
-0,1
-1,4
0,6
-0,6
-0,3
0,0
0,1
2,3
1,0
3,2
-3,4
-4,3
-2,4
-0,8
-2,8
-4,4
-3,8
-3,5
-2,4
-4,4
-2,4
-6,1
-4,0
-2,4
-1,0
-2,0
-4,0
-3,4
-3,8
-2,2
-3,7
-1,7
-1,6
-2,4
-1,9
-1,3
-1,1
-2,6
-1,9
-1,7
-0,2
-2,0
-0,4
Таким образом, с удалением от осушителя к середине межканавного пространства уменьшается вероятность и интенсивность
заморозков. Этот вывод совпадает в какой-то степени с данными
С.Э. Вомперского (1968) о том, что чем интенсивнее осушение,
тем холоднее торфяные почвы. С температурой почвы, очевидно,
связана и температура приземного слоя воздуха.
На основании полученных результатов, в условиях Европейского Севера на осушенных болотах, которые подходят для выращивания ели [Пигарев, Сенчуков, Варфоломеев, Беляев], следует создавать ее культуры следующим образом: на четверти расстояния
от осушителя и в середине межканавного пространства следует
высаживать сосну, далее на половине этого пространства – ель, и
на последней четверти расстояния – снова сосну. Таким образом,
ель будет расти на половине площади межканавного пространства
и меньше повреждаться заморозками.
Установленные нами закономерности следует использовать в
лесокультурной практике. Их применение не требует больших дополнительных затрат, а лесоводственный эффект очевиден.
267
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.2. Подготовка лесокультурных площадей
Закладка лесных культур по простейшим технологиям начинается с обработки почвы. При создании высокопродуктивных
культур на базе передовых технологий, опирающихся на обработку почвы, соответствующую лесорастительным условиям, прежде
всего необходима подготовка площади. К этой категории работ, в
частности, относят расчистку участков от порубочных остатков и
пней, препятствующих в работе лесокультурной техники.
На вырубках Севера под различными недорубами остается
около 15% площади вырубок. Оставляемый на лесосеках запас
древесины составляет 18% от имевшегося до рубки. В районах,
тяготеющих к сухопутным дорогам, потери древесины меньше,
но и здесь они достигают 12,5 м3/га [Ларин, Паутов, 1989]. На
90% площадей вырубок захламленность составляет более 20 м3/га,
более 80% вырубок имеют число пней на 1 га около 800 штук.
На поверхности почвы вырубок кроме валежа находится мелкий опад и сучья. В древесных остатках содержится 0,23–0,63%
азота (в расчете на сухую массу), 0,07–0,21% калия и 0,08–0,14%
фосфора [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984]. В результате перегнивания древесины почва обогащается органическими веществами
и элементами минерального питания растений. Происходит это
не сразу, т.к. древесина в почве разрушается медленно, особенно
в условиях Севера. Это подтверждается данными В.А. Соловьева (1985), который отмечает, что в дерново-подзолистой почве в
условиях Ленинградской области щепа мелколиственных пород
сохраняется до 5 лет, хвойных пород – до 18–20 лет.
Расчистка лесокультурных площадей от порубочных остатков
и валежа не снижает плодородия почвы. Иначе обстоит дело с
удалением пней. В биологическом плане удаление пней можно
считать обоснованным только в тех случаях, когда они как источник опасной инфекции будут способствовать распространению в
культурах корневых гнилей [Шутов, Маслаков, Маркова, 1984].
Если такой опасности нет, то, напротив, пни и их корни не только
не мешают культурам, но и способствуют повышению плодородия почвы за счет обогащения продуктами своего распада.
В настоящее время для удаления пней используют корчевателисобиратели (Д-513А, Д-695), корчевальные машины (МРП-2, КМ-1).
При корчевке пней этими машинами удаляются не только пни, но
268
и верхний, самый плодородный слой почвы на округлых площадках диаметром 1,5–3,5 м. По данным И.В. Шутова, Е.Л. Маслакова
и И.А. Марковой (1984), после корчевки пней на вырубке ельникакисличника горизонты А0, А1 оставались не разрушенными только
на 18% площади полос. Подпневые ямы глубиной более 30 см
занимали 4% площади полос и глубокие (8 см и более) колеи –
25%. На поврежденных участках грунт стал заметно более плотным. Запасы органического вещества на раскорчеванных полосах
уменьшились на 35%. Запасы общего азота снизились почти на
20%. Авторы рассматривают эти потери как минимально возможные. В условиях переувлажненных почв Севера негативные явления корчевки пней проявляются в еще большей степени.
В настоящее время не решена важная и сложная проблема подготовки вырубок для нормальной работы машинно-тракторных агрегатов. Из всех известных путей ее решения представляется наиболее
эффективным срезать деревья при лесозаготовках вместе с пневой
частью на глубину до 30 см, оставляя толстые корни в почве, чтобы меньше нарушать ее естественную структуру. При современном уровне развития лесозаготовительной техники эта задача вполне разрешима. При этом достигается более полное использование
ценной стволовой древесины, экономятся затраты на последующую
корчевку пней. Только несогласованностью технологий рубки и восстановления леса можно объяснить создавшееся сейчас положение,
когда почти вслед за мощной машиной, производящей валку деревьев, должна идти не менее мощная машина, чтобы выкорчевывать
пни. В перспективе необходимо добиться, чтобы в лесокультурный
фонд поступали вырубки без пней, очищенные от валежа.
7.3. Эколого-лесоводственные основы улучшения
лесорастительных условий вырубок
Из теории совокупного действия прямых экологических факторов на рост растений вытекает, что эффективность отдельных
мелиоративных мероприятий и их комплексов определяется числом и соотношением уровней обеспеченности лимитирующих
факторов. Высокий эффект достигается в тех случаях, когда рост
растений (насаждений) ограничивает какой-нибудь один фактор;
при этом чем больше разница в уровне обеспеченности между
лимитирующим и остальными факторами, тем больше эффект.
269
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В условиях, где рост насаждений ограничивают разнообразные
факторы, для достижения высокого биологического эффекта следует проводить целый комплекс мелиоративных мероприятий,
который должен устранить или резко ослабить отрицательное
действие лимитирующих факторов.
В одинаковых климатических условиях уровни обеспеченности
лимитирующих факторов определяются физико-механическими и
химическими свойствами почвы и характером растительного покрова, тесно связанного и взаимообусловленного с почвенными
условиями. Поскольку управлять климатом на современном этапе
не представляется возможным, остается один путь преобразования среды для роста леса – целенаправленно улучшать свойства
почвы и микроклимат.
На вырубках лишайниковых и вересковых типов леса грунтовая всхожесть семян и приживаемость лесных культур снижаются
из-за дефицита влаги в почве, а рост, кроме того, ограничивается крайней бедностью элементов минерального питания. На вырубках зеленомошной группы типов леса с наиболее благоприятными почвенными условиями сохранность культур хвойных
пород ограничивается недостаточной освещенностью вследствие
заглушения их травянистой и нежелательной древесной растительностью. На вырубках с периодически и постоянно избыточно увлажненными почвами выживаемость и рост хвойных пород
лимитируется неблагоприятными водно-воздушным и тепловым
режимами почвы, а также световым режимом, ухудшающимся
вследствие заглушения культур травянистой растительностью и
лиственными породами, особенно на потенциально плодородных
низинных почвах.
Образовавшиеся в результате несбалансированного круговорота веществ в лесных биогеоценозах Севера органогенные горизонты обладают рыхлым сложением, высокой некапиллярной
пористостью, низкой теплоемкостью и слабой теплопроводностью, медленно и плохо прогреваются, отличаются неустойчивым водно-воздушным режимом. Минеральные горизонты почвы
в этих случаях характеризуются повышенной плотностью, слабой
водопроницаемостью, плохой аэрируемостью, что является первопричиной накопления растительного опада вследствие резкого
ослабления его минерализации и гумификации и развития болотного процесса. Вместе с тем обогащение почвы органическим веществом является основным фактором повышения ее плодородия.
Следовательно, главная задача лесного земледелия заключается в
рациональном использовании всех запасов органического вещества почвы.
270
271
7.3.1. Механическая обработка почвы
В комплексе мероприятий по улучшению лесорастительной
среды вырубок важная роль принадлежит механической обработке почвы. Экспериментальные исследования в различных лесорастительных условиях вырубок показали, что под влиянием
механической обработки существенно улучшается лесорастительная среда для приживания лесных культур. При наиболее эффективных приемах обработки почвы приживаемость и сохранность
лесных культур на 5–36% выше, чем в посадках на необработанной почве (табл. 7.7).
Отпад растений в посадках по необработанной почве на вырубках зеленомошной группы типов леса обуславливается прежде
всего неустойчивым режимом влажности слаборазложившейся
рыхлой подстилки. При большой ее мощности значительная часть
корней при посадке заделывается в ней и в сухую погоду испытывает острый дефицит влаги. Рыхлая подстилка препятствует
также нормальной заделке корней сеянцев и саженцев при посадке. Лесная подстилка густо пронизана живыми корнями растений
напочвенного покрова, и саженцы сразу же попадают в условия
корневой конкуренции, а на плодородных почвах заглушаются
высокостебельными травами.
На суходольных вырубках ельника черничного и сосняка
бруснично-черничного наиболее эффективными из испытанных
приемов обработки почвы оказались измельчение подстилки и
перемешивание почвы на глубине 20 см, имитирующие полосное
фрезерование (табл. 7.10). При такой обработке почвы сохранность саженцев на 10–30%, сеянцев на 40% выше, а саженцы растут на 5–14% быстрее, чем на необработанной почве.
При обработке почвы посредством измельчения подстилки и
перемешивания ее с минеральной почвой культуры ели в первое
десятилетие растут в 1,2-1,4 раза быстрее, чем при наиболее распространенной обработке почвы путем ее минерализации.
Фрезерование песчаной почвы на вырубке сосняка черничнобрусничного также эффективно. Сосна на фрезерованных полосах
растет в 1,3 раза быстрее, чем на необработанной почве между
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ними. Обработка почвы дисковым покровосдирателем также улучшает условия роста сосны, но разница в росте по сравнению с
контрольными участками невелика и объясняется более надежной
заделкой корней сеянцев при посадке и большей прогреваемостью
обработанной почвы (табл. 7.8).
В условиях долгомошных вырубок культуры ели на микроповышениях в виде фрезерованных гряд растут несколько лучше,
чем на обычных плужных пластах (табл. 7.9). Необходимо отметить, что на этом участке ель сильно и многократно побивалась
поздними весенними заморозками. Сосна в этих условиях растет
на 40% быстрее, чем на плужных пластах.
Для изучения эффективности приемов обработки почвы на
долгомошной вырубке был заложен специальный опыт [Пигарев,
Сунгуровов, Козловский].
Схема опыта включала следующие виды обработки почвы:
1. Пласты, перевернутые на 180º и уложенные вдоль края образуемых при этом дренирующих борозд.
2. Насыпные гряды из измельченного торфа, перемешанного с
минеральной почвой.
3. Фрезерованные гряды с вовлечением в обработку почвы под
ними на глубину 20 и 30 см.
4. Фрезерованные полосы, положенные между дренирующими
бороздами.
Насыпные и фрезерованные гряды формировались на удалении 0,8–1,6 м от края борозды шириной 0,60, 0,80 и 1,20 м и
высотой соответственно 20, 15 и 10 см. Борозды глубиной 40 см
были проложены через 40 см и выведены в осушительную сеть.
Посадка культур сосны проведена 3-летними сеянцами. При одинаковой интенсивности осушения долгомошной вырубки культуры на грядках, образованных из измельченных недоразложившихся остатков торфа, перемешанных с минеральными горизонтами,
растут на 15–20% быстрее, чем на пластах (табл. 7.10). На рост
лесных культур оказывают влияние не только измельчение и перемешивание почвы, обеспечивающие однородность ее свойств и
более благоприятный и устойчивый водно-воздушный режим, но
и высота и ширина микроповышений, глубина обработки почвы
под ними, удаление их от борозды. Высота и ширина микроповышений (гряд, пластов) определяется прежде всего объемом почвы,
извлеченной при прокладке дренирующих борозд. При одинаковой глубине борозд также можно изменять соотношение высоты
272
273
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и ширины микроповышений. При изменении отношения высоты
к ширине гряд от 1:3 до 1:12 рост культур улучшается на 10–19%
(табл. 7.11).
При одинаковой ширине и высоте гряд, сформированных на
расстоянии 0,8 м от края борозд, рост культур сосны в высоту
усиливается на 12–24% с увеличением глубины обработки целинной почвы под микроповышениями (табл. 7.12). При удалении
микроповышений от борозд на 1,6 м глубина обработки почвы
под микроповышениями не сказалась на росте культур.
При обработке почвы под микроповышениями образуется борозда, заполненная измельченными растительными остатками
оторфованной подстилки, перемешанными с минеральными горизонтами. При слабой водопроницаемости почвы в такой борозде
под грядкой может скапливаться вода.
С удалением таких микроповышений от дренированных канав
(борозд) ранней весной и в дождливую погоду наблюдается периодическое увлажнение, что ведет к некоторому усилению отпада
и ослаблению роста культур, поэтому глубина обработки почвы
под микроповышениями не должна превышать толщину слаборазложившейся оторфованной подстилки, которая препятствует
капиллярному подъему влаги из нижележащих минеральных горизонтов. На расстоянии от дренирующих канав до 1,6 м на грядах с обработанной почвой под ними на глубину 20 см, т.е. равной
мощности органических горизонтов, культуры растут одинаково
хорошо и имеют более высокую приживаемость и сохранность.
Таблица 7.8
Состояние и рост культур сосны, заложенных посадкой 3-летних
сеянцев на вырубке сосняка чернично-брусничного
Способ обработки
почвы
Фрезерование
почвы
Минерализованные
полосы (ПДН-1)
Без обработки
(контроль)
Сохранность
культур, %,
в возрасте
Показатели
роста 4-летних
культур, см
Высота
Диа(M±m)
метр
Показатели
роста 9-летних
культур, см
Высота
Диа(M±m)
метр
4 года
9 лет
60,0
58,2
50,4±3,2
1,19
166,6±9,8
3,71
45,1
43,0
44,1±2,8
0,91
118,6±6,3
2,83
33,5
30,6
37,9±1,7
0,89
113,8±8,2
2,71
274
275
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 7.10
Рост 14-летних культур сосны при разной глубине обработки
почвы под микроповышениями шириной 0,80 м и высотой 0,15 м
Состояние и рост 14-летних культур сосны
при разных способах обработки почвы
на долгомошной вырубке
Способ обработки
почвы
Сохранность, %
Высота
Диаметр
Прирост
по высоте
за 4 года
см
%
см
%
см
%
Пласты
48,8
249
100
2,9
100
96
100
Гряды без обработки
почвы под ними
54,9
279
112
3,5
120
111
115,6
Гряды с обработкой
почвы под ними на
глубину 20 см
75,2
296
118
3,8
131
122
127,1
Гряды с обработкой
почвы под ними на
глубину 30 см
63,9
302 121,3 3,8
131
116
120,1
Таблица 7.11
Рост 14-летних культур сосны на долгомошной вырубке
при разной ширине и высоте микроповышений
Расстояние
от края
дренирующей
борозды до
средины
микроповышений, м
Высота
микроповышений, м
Ширина
микроповышений, м
Соотношение
высоты
и ширины
микроповышений
1,20
0,10
1,20
1,20
0,15
1,20
0,20
Показатели
роста
культур
Высота,
м
Диаметр,
см
1:12
2,98
3,75
0,80
1:53
2,74
3,34
0,60
1:30
3,71
3,19
276
Таблица 7.12
Расстояние от края
борозды
до середины
микроповышения, м
Глубина обработки
почвы под
микроповышениями, м
0,8
0,8
0,8
1,6
1,6
1,6
0,0
0,2
0,3
0,0
0,2
0,3
Показатели роста
культур
Диаметр,
Высота, м
см
2,70
2,97
3,03
2,84
2,95
2,86
3,08
3,85
3,87
3,83
3,84
3,50
На насыпных грядах без обработки почвы под ними рост культур усиливается с удалением их от дренирующих борозд до 1,6 м
(табл. 7.13).
Таблица 7.13
Рост 14-летних культур сосны при разном удалении насыпных
гряд шириной 0,8 м и высотой 0,15 м от дренирующих борозд
Расстояние от края борозд
до средины гряд, м
Высота культур, м
Диаметр культур, см
1,6
1,2
0,8
2,84
2 ,74
2,70
3,84
3,34
3,08
Чем ближе к водоотводящей борозде сформированы насыпные
микроповышения (гряды), тем они интенсивнее дренируются и
в сухую погоду в них возникает дефицит влаги. В результате
этого ухудшаются условия роста сеянцев и саженцев. Близкие результаты по параметрам микроповышений получены для условий
Северо-Запада России И.А. Марковой (1989).
Как показали многолетние исследования, наиболее эффективными приемами обработки почвы на дренированных вырубках
являются измельчение растительных остатков, включая корни,
сучья и т.п., и перемешивание верхних генетических горизонтов
на глубине 15–25 см.
277
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На переувлажненных и заболоченных вырубках необходимо
формировать микроповышения в виде гряд из измельченных
растительных остатков, перемешанных с верхними горизонтами
почвы, в сочетании с прокладкой частой сети (через 6–8 м) дренирующих борозд глубиной 0,3–0,6 м. Гряды формируются по обе
стороны от дренирующих борозд на расстоянии 1,0–1,5 м от них.
Удаленные от края борозд гряды не оплывают при замерзании и
оттаивании почвы, не размываются паводковыми водами и дождями, не мешают проходу агрегатов на уходах за культурами и
других работах. Деревья на таких грядах равномерно развивают
корневую систему во все стороны.
На дренированных вырубках такая обработка почвы обеспечивает условия для правильной заделки корней высаживаемых
растений и семян, сдерживает развитие травянистой растительности, а на переувлажненных и заболоченных вырубках, кроме того,
значительно улучшает ее физические свойства, гидротермический
режим, активизирует биологические почвенные процессы.
Интенсивная обработка переувлажненных почв в сочетании
с прокладкой частых дренирующих борозд повышает их эффективное плодородие до уровня наиболее богатых почв черничной
группы типов леса. Продуктивность лесных культур повышается
на 1-1,5 класса бонитета, что позволит к возрасту спелости дополнительно получать 50–100 м3 древесины на 1 га.
После технологической подготовки вырубок и обработки почвы
прелагаемыми способами возможен проход агрегатов над рядами
культур и между ними. Это позволит механизировать посадку,
внесение минеральных удобрений, ремонт осушительной сети,
применять любые виды посадочного материала и т.д.
Рекомендуемые технологические решения не только позволят обеспечить комплексную механизацию производственных
процессов, но и при ограниченном наборе машин одинакового
назначения создавать лесные культуры в самых разнообразных
условиях. Универсальность технологии и машин в значительной
степени упростит организацию лесокультурного производства,
позволит выпускать средства механизации крупными сериями и
полнее их использовать. При этом создаются предпосылки для
взаимоувязки с технологическими процессами формирования насаждений и проведения рубок промежуточного пользования, а в
конечном итоге – для выращивания технологически организованных искусственных лесов.
Рубка леса способствует повышению уровня почвенногрунтовых вод и плотности почвы. Установлено, что затопление
отрицательно влияет на процесс обмена веществ в корневой системе древесных растений [Бабиков, 1980; Веретенников; Вомперский; и др.]. Это, в свою очередь, отражается на метаболизме
надземных частей растений, вызывая снижение интенсивности
фотосинтеза. Создающийся в период затопления анаэробиоз приводит к накоплению в среде, окружающей корни, вредных промежуточных продуктов дыхания, снижающих проницаемость плазм
клеток корня [Маркова, Дерябина; и др.]. Газообмен между почвенным и атмосферным воздухом происходит нормально, если
содержание воздуха в почве не менее 15% общего объема пор.
Для нормального роста ели уровень почвенно-грунтовых вод в
вегетационный период должен находиться на глубине 30 см. Согласно данным Г.Е. Пятецкого (1961), уровень почвенно-грунтовых
вод к началу роста леса надо снижать до 25–30 см, а в июне–июле
до 60–100 см. Биологически оптимальным для травяных и черничных типов ельников Финляндии считается осушение, если
уровень грунтовых вод в период вегетации находится на глубине
45–50 см.
Таким образом, в эколого-лесоводственном смысле роль воды
в избыточно увлажненных почвах двойственна: оставаясь необходимым фактором почвенного плодородия, она является причиной анаэробиоза и, следовательно, причиной болотного процесса,
поэтому с точки зрения водообеспечения культур избыток влаги
не вреден для растений, если он не приводит к нарушению воздухообеспеченности почвы. Наряду с этим даже на неосушенных
болотных почвах может происходить пересыхание ее слоя и создаваться дефицит доступной влаги, а периоды с нарушенным водообеспечением для растений могут быть продолжительными.
К сожалению, критерий экологического оптимума и эктремумов влажности почвы остаются недостаточно точными, ориентировочными. Так, на минеральных почвах оптимальная влажность
оценивается в пределах 40–60% от полной влагоемкости, а влажность завядания в зависимости от механического состава – от
10% на легкопесчаных почвах и до 20% от полной влажности на
тяжелых суглинках. На торфяных почвах диапазон оптимальной
влажности сдвинут к 50–80% от полной влажности, что объяс-
278
279
7.3.2. Осушительная мелиорация
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
няется повышенной пористостью торфов по сравнению с минеральными почвами. Содержание влаги менее 30% от полной влажности создает и в торфяных почвах водный дефицит. Напротив,
влажность выше 85% ослабляет аэрацию и способствует резкому
торможению биохимических процессов в почве [Константинов,
Юзенчук].
Избыточное увлажнение рассматриваемых почв во многом
обусловлено гидрологией почвенно-грунтовой толщи. Режим
влажности поверхностно увлажненных болотно-подзолистых
почв зависит от накопления осадков над водоупорным минеральным слоем и находится вне связи с грунтовыми водами. Переувлажнение неосушенных торфяно-болотных почв обусловлено
близким и поверхностным уровнем грунтовых вод и поэтому является постоянным. При этом в низинных почвах ввиду лучшей
капиллярной связи передвижение влаги к дневной поверхности
существенно влияет на изменение уровня стояния грунтовых
вод; в верховых же почвах расход влаги с поверхности медленно передается на грунтовую влагу и уровень последней зависит
в основном от стока.
В неосушенных болотно-подзолистых почвах в вегетационный период влажность в торфянистых горизонтах не превышает
20–30%, а на контакте с минеральной частью свободные поры отсутствуют, и даже в сухие периоды лета их объем не превышает
10–15%. Содержание влаги в почве изменяется главным образом
в зоне колебаний уровней верховодки и связано с расходом ее на
испарение и транспирацию. Наименьшая влажность почвы отмечается только в жаркие периоды без дождей и частично связана
с исчезновением верховодки.
Болотно-подзолистые почвы в северной и средней подзонах
тайги европейской части России обычно характеризуются поверхностным переувлажнением, не имеющим непосредственной связи
с грунтовыми водами. Переувлажнение верхних почвенных горизонтов сдерживает естественное возобновление леса, усложняет
агротехнику при создании культур, приводит к повреждению и
гибели культур от вымокания, поэтому почвенную верховодку
на долгомошных и других близких к ним типах вырубок следует
рассматривать как фактор, лимитирующий возобновление леса,
который по возможности следует устранять.
Регулирование водно-воздушного режима почвы на таких вырубках представляет довольно сложную задачу. Достаточного на-
учного обоснования тех или иных способов регулирования почвенной верховодки в данных условиях нет.
Одним из факторов успешного произрастания древесных пород в условиях осушенных болот является гидрологический режим. Собственное осушение не приводит к изменению физикохимических и биологических свойств почвы [Елпатьевский М.М.,
Елпатьевский М.Л., Константинов В.К.]. Изменяется лишь гидрологический режим, который в свою очередь вызывает постепенные и последовательные изменения в других режимах и свойствах
почвы (процесс разболачивания).
Изучение динамики уровня грунтовых вод в 1987–1989 годах
на опытном болоте «Кулой» на трех створах смотровых скважин
показало, что в целом за сезон вегетации он был ниже 30 см. Только в августе из-за сильных дождей он поднимался выше (рис. 7.1).
Таким образом, в данном случае осушение соответствует требованию о том, что на интенсивно осушенных болотах уровень грунтовых вод весной должен быть 30 см и более [Пигарев, Сенчуков,
Варфоломеев, Беляев].
С уровнем грунтовых вод тесно связана влажность торфянистой почвы [Вомперский; Елпатьевский М.М., Елпатьевский М.Л.,
Константинов В.К.]. Если рассматривать уровень грунтовых вод
в пространстве между осушителями, то он поднимается от осушителя к центру межканавного пространства (рис. 7.1). Также
изменяется и влажность корнеобитаемого (0–20 см) слоя почвы,
причем эта закономерность проявляется как для обработанной
почвы (плужные пласты), так и для целинной почвы. Влажность
почвы (пластов) ниже, чем на соответствующей глубине целинной
почвы, т.к. и уровень грунтовых вод ниже на высоту пласта.
Снижение уровня вод на участке явилось не только результатом действия осушительной системы, но в значительной степени
также следствием дополнительного осушения приемами обработки почвы. Обработка почвы вносит значительные дополнения в
почвенно-гидрологические условия осваиваемых площадей, что
зависит от способа обработки.
В частности, изменение микрорельефа при полосной вспашке ускоряет сброс талых и дождевых вод; усиливает испарение
воды с поверхности почвы; при уничтожении растительного покрова – при сплошной обработке из-за отсутствия транспирации
воды растительным покровом уровень держится первое время
выше, чем на участках, покрытых растительностью. Поверхность
280
281
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
70
чвы. Кроме того, нарушение естественных некапиллярных пор
и водостоков при фрезеровании сдерживает вертикальный отток
гравитационной воды из верхних почвенных горизонтов. Крупные поровые пространства во фрезерованной почве становятся
закрытыми хранилищами влаги. Аналогичные объяснения этого
явления имеются у В.В. Романова (1961).
Влажность осушаемой торфяной почвы тесно коррелирует с
глубиной стояния грунтовых вод при любом из способов обработки, отражая тем самым генетическую связь между отдельными
формами влаги в почвенном профиле.
УГВ, см
60
50
40
30
20
10
Число, месяц
0
Таблица 7.14
Влажность, %, торфяной низинной почвы при различных
способах обработки
Рис. 7.1. Уровень грунтовых вод в межканальном пространстве
опытного участка лесных культур:
середина между осушителями
1/4 осушителя
около осушителя
Способ
обработки
почвы
Целина
Плужные
пласты
В среднем
Дата определения
Глуза сезон
бина,
(июнь–
23.VI 15.VII 9.VIII 3.IX 26.IX 24.X
см
сентябрь)
0–5
5–10
0–5
5–10
0–5
5–10
0–5
5–10
35,8
39,1
14,5
31,8
78,1
91,5
49,3
58,1
14,9
29,9
7,6
15,1
65,6
86,8
54,0
56,2
–
–
36,4
29,0
24,6
23,8
62,7
76,1
46,1
56,7
28,1
34,2
24,6
36,9
62,4
80,0
38,2
54,6
32,1
30,9
27,2
29,6
59,7
77,5
44,4
54,3
42,8
38,9
36,7
23,6
64,4
78,2
43,4
62,3
31,6
33,6
22,4
26,8
65,5
81,6
46,9
57,3
–
61,0 58,0 51,0 54,0
50,0
–
81,0 83,0 76,0 77,0
67,0
искусственных микроповышений (пласты) или микропонижений
(дно борозд) становится удаленной или приближенной к уровню
грунтовых вод, что по-разному сказывается на водном режиме
почв и культивируемых растений. Наряду с этим, ввиду относительной однородности органогенного материала на торфяных почвах влияние характера обработки на влажность почвы выражено
меньше (табл. 7.14).
На плужных пластах здесь также часто создается дефицит доступной влаги, что является совокупным результатом удаленности их от уровня стояния почвенных вод, большей прогреваемости
и изолирующей роли сдвоенного слаборазложившегося мохового
слоя на контакте пласта и неразрешенной почвы.
Почва дна плужных борозд в течение сезона вегетации устойчиво увлажнена, часто уже в верхнем 10-сантиметровом слое
может быть переувлажнена при условии недостаточно интенсивного осушения. Наиболее устойчив и благоприятен в течение
всего сезона режим влажности во фрезерованных полосах, чему
способствует улучшение капиллярных свойств обработанной по-
Полученные нами [Пигарев, Сенчуков, Беляев, 1979а] результаты свидетельствуют о применимости установленных закономерностей для оценки влагообеспеченности как целинных, так и
282
283
Дно плужных
борозд
Фрезполосы
ФБН-0,9
Фрезполосы
без уплотнения
5–10
(имитация ручной копкой)
Фрезполосы с
у п ло т н ен и ем
5–10
(имитация ручной копкой)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
обработанных различными приемами почв по уровню грунтовых
вод с приемлемой для практики точностью.
Во все сроки наблюдений отмечались существенные различия
влажности верхних горизонтов почвы в зависимости от способа обработки, уровня стояния почвенных вод и удаленности от
осушителя. У целинной почвы при удалении от уровня вод на
20–30 см зависимость приобретает почти прямолинейный восходящий характер, что отражает постепенное и закономерное
уменьшение влажности в условиях ненарушенного механизма капиллярного поднятия влаги в почве. Для оставшейся укороченной
части профиля почвы дна плужной борозды вблизи грунтовых
вод характерна большая крутизна кривых влажности. В почве
фрезерованных полос характер кривых в верхних горизонтах, напротив, отражает нарушения механизма капиллярного подъема
влаги, вызванные отработкой.
Значительно сложнее проявление указанной связи в почве
плужных пластов. Нижняя ветвь кривых (под пластом) сходна с
кривыми целинной почвы и содержание влаги в почве на соответствующих глубинах почти одинаково. Выше, в зоне контакта
пласта с ненарушенной почвой всегда обнаруживается меньшее
содержание влаги. Еще выше, в наиболее массивной части пласта
влажность вновь увеличивается, а в самом верхнем слое снова
резко падает. Согласно данным В.В. Романова (1961), меньшая
плотность и образование щелей и полостей на контакте пласта с
целиной способствует иссушению почвы.
Характерно, что при сопоставимых минимальных уровнях вод
влажность почвы в слое 0–30 см и даже 0–60 см в более сухом
году была значительно меньшей. Это свидетельствуют о том, что
и в сухую погоду благодаря хорошей фильтрационной способности низинного торфа может происходить интенсивная водоотдача,
не восполняемая капиллярным подтоком [Вомперский; Константинов, Юзенчук]. Различия во влажности слоев почвы при сопоставимых уровнях грунтовых вод между сравниваемыми годами
были тем большими, чем ниже был уровень вод от поверхности
почвы и, следовательно, меньшей была возможность восполнить
потери влаги на испарение и транспирацию ее капиллярным подтоком. В значительно большей степени на характере исследуемой
зависимости сказалось перемещение и перемешивание горизонтов
почвы. В частности, на фрезполосах без их уплотнения опускание
уровня вод привело не только к снижению влажности верхнего
слоя торфа, но и к гораздо более резким различиям по влажности
между обработанным слоем 0–10 см и нижележащим необработанным слоем почвы. Эти различия, слабо выраженные в первый
год, особенно четко проявились в дальнейшем при падении уровня стояния грунтовых вод [Вафоломеев, 1974, 1978].
Капиллярный подток к поверхности фрезерованной почвы и
в пластах со временем налаживается в связи с самоуплотнением
почвы. Прием уплотнения даже в засушливый период способствовал лучшему капиллярному подтоку влаги и высокой влажности
обработанного слоя – 70% от полной влажности во фрезерованных полосах, а также в почве пластов, перевернутых в ту же
борозду.
Исследования на разных объектах показали, что возможность
экстраполяции результатов определения связи влажности почвы
с уровнем состояния вод довольно ограничена, т.к. влажность
почвы при одинаковой глубине грунтовых вод значительно различается в зависимости от водно-физических свойств, ботанического состава и мощности торфяной залежи, погодных и других
факторов.
В почве плужных пластов в засушливые годы недостаток
доступной влаги создается в слое 0–10 см. Условия удовлетворительного устойчивого водообеспечения здесь создаются при
уровне стояния вод на глубине 50–60 см от поверхности пласта
(средней поверхности целинной почвы), что по существу достигается и без проведения осушительных работ. В то же время,
создание лесных культур по плужным пластам без проведения
промышленного осушения дает только локальный и временный
эффект, не обеспечивая коренного улучшения лесорастительных
условий на всей площади, и не может повысить продуктивность
насаждений [Пигарев, Сенчуков, Беляев, 1979a].
Во фрезерованных полосах обработанный слой почвы в течение всего вегетационного периода не испытывает избыточного
увлажнения или недостатка доступной влаги.
Возникавший на короткое время дефицит воды в верхнем
5-сантиметровом слое не вызвал каких-либо нарушений в водообеспеченности сеянцев, корневая система которых располагалась
значительно глубже. Прием уплотнения фрезполос с поверхности
способствует его лучшему капиллярному поднятию влаги и со-
284
285
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вершенно устраняет возможность дефицита влаги даже в продолжительную засушливую погоду и при значительном понижении
уровня грунтовых вод. Положительное влияние на устойчивость
водообеспечения в первые два года оказывает сплошной мульчирующий слой измельченных остатков травяно-мохового очеса,
как это наблюдалось на фрезерованных полосах, выполненных
фрезой ФБН-0,9.
Таким образом, приемы осушительной мелиорации и механической обработки почвы необходимо дифференцировать в зависимости от конкретных задач, которые определяются лесорастительными условиями. Так, в зависимости от водного питания
осушительная мелиорация может осуществляться способом отвода воды по гидротехнической сети, усилением внутрипочвенного
стока и суммарного испарения влаги. Осушительная мелиорация
призвана остановить развитие болотного процесса, что достигается улучшением водно-воздушного режима почвы в результате
сброса избытка поверхностных и почвенных вод по системе открытых канав и борозд. При этом гидрологическая сеть должна
обеспечивать установленную норму осушения. Усиление внутрипочвенного стока достигается при лесокультурном освоении. Так,
исследования показали, что частые (через 6–8 м) дренирующие
борозды глубиной 0,3–0,5 м, проложенные при лесокультурном
освоении избыточно увлажненных вырубок, через 20 лет в ремонте не нуждаются, полностью выполняя свои функции по сбросу
верхних талых и дождевых вод [Сунгуров; Козловский]. В период
вегетации формирующихся насаждений верховодка залегает глубоко, что свидетельствует об увеличении расхода влаги на транспирацию и физическое испарение. Повторное заболачивание не
происходит даже при слабых уклонах местности.
В результате осушения и частичной обработки эффективное
плодородие избыточно увлажненных почв повышается до уровня
автоморфных почв черничной группы типов леса. Лесные культуры сосны и ели, а также береза естественного происхождения
на торфяно-подзолистых, торфяно-глеевых, торфяно-перегнойных
и близких к ним почвах разного механического состава растут
так же, как на более плодородных подзолистых почвах. Осушение
этих почв редкими канавами через 20 м и более неэффективно, отрицательное влияние верховодки на рост и устойчивость лесных
культур не устраняется.
За последние десятилетия применение минеральных удобрений
в лесах вошло в широкую практику стран с интенсивным лесным
хозяйством. Несмотря на то, что мероприятия эти довольно дорогие, ряд исследователей считает, что, например, при выращивании плантационных культур удобрения обязательны [Шутов,
Маслаков, Маркова, 1984]. Эффективность действия удобрений
зависит от многих причин: климата, почвы, рельефа, возраста и
таксационных характеристик древостоя, используемых форм удобрений и диагностики потребности в тех или иных элементах
минерального питания, поэтому при выборе объектов и сроков
применения удобрений необходимо использовать не только теоретические расчеты, представленные в справочниках и пособиях, но и результаты опытов с удобрениями в конкретном районе.
Для культур наиболее критическим является первый год после
посадки.
Считают, что улучшить условия их минерального питания в
фазе приживания можно так называемой «стартовой» подкормкой, т.е. внесением удобрений одновременно с посадкой сеянцев
(саженцев). Эффективность этого приема при использовании разных удобрений различна. Хорошо растворяющиеся в воде соли,
содержащие калий и азот (хлористый калий, разные виды селитры, производные мочевины) при внесении их в посадочное
место даже в небольших дозах отрицательно влияют на состояние саженцев ели и сосны. Избежать повреждения удается, если
названые удобрения вносить в почву на глубину 5–15 см не в
посадочную щель, а рядом с ней на расстоянии 10–15 см. Однако
заметный положительный эффект при этом не проявляется изза вымывания и перехвата удобрений корнями трав, вследствие
малого объема всасывающих корней саженцев. Стартовое внесение фосфорных удобрений (простой или двойной суперфосфат)
повышает их жизнеспособность и устойчивость к различным
неблагоприятным факторам, что особенно важно для культур
в фазе приживания. Доступные для корней растений ионы P2O5
не обжигают их, как нитраты или аммиак. Пока корни саженцев
еще малы, нужно, чтобы фосфор находился в непосредственной
близости к корням. Опыты в других странах показывают, что
молодые культуры хвойных пород положительно реагируют на
286
287
7.3.3. Применение минеральных удобрений
при создании культур хвойных пород
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
стартовую подкормку фосфором [Srivasteva et al.]. Положительный эффект такие подкормки дают даже на почвах с высоким
содержанием фосфора. Только на кислых почвах (pH≤4) эффект
от фосфорных удобрений ослабляется в связи с переходом подвижных фосфатов в неподвижные и недоступные для растений
алюмофосфаты. Высаженные на лесокультурную площадь саженцы нуждаются и в других элементах минерального питания,
в том числе азота, калия и микроэлементов (бор, цинк, медь и
др.). В литературе отмечалось заметное улучшение роста посадок хвойных пород при внесении в почву таких удобрений
[Ballard, Will].
Нами в течение ряда лет испытывались разные дозы минеральных удобрений в качестве стартовой подкормки культур
сосны и ели, созданных различным посадочным материалом
в условиях осушенного переходного болота и вырубок из-под
ельников-черничников (опытные участки «Кулой», «Солица»).
Наблюдения за состоянием и ростом опытных лесных культур
показали, что стартовая подкормка фосфорными, фосфорнокалийными и полными удобрениями в испытываемых дозах
существенно не повлияла на приживаемость сеянцев и саженцев. В отдельных случаях отмечено увеличение приживаемости
на 10–15% при внесении фосфора (табл. 7.15). В целом, как
показали исследования, приживаемость, как свойство саженцев (сеянцев) восстанавливать поврежденную при выкопке и
пересадке корневую систему, а также обмен веществ между
растением и средой, определяется прежде всего соотношением
массы тонких корней (d<1 мм) к массе надземной части. Для
всех видов посадочного материала характерны следующие закономерности: чем больше биомасса одновозрастных сеянцев
(саженцев) при оптимальном отношении массы тонких корней
к надземной части, тем выше сохранность и более интенсивный
их рост в культурах. Причем, чем жестче лесорастительные
условия лесокультурной площади, тем значительнее преимущества крупномерного посадочного материала [Беляев, 1982;
Беляев, Елизаров].
Вместе с тем при стартовой подкормке рост в культурах всех
испытываемых видов посадочного материала увеличивается с
первых лет их создания, несмотря на послепосадочную депрессию. Так, прирост по высоте сосны на контроле в условиях
288
289
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
осушенного болота в течение 5 лет был значительно ниже, чем
в варианте с подкормкой. Высота сосны в культурах, созданных
посадкой отобранных по массе 3-летних сеянцев превышает
высоту культур из несортированных сеянцев на 25%, а в варианте, где посадки, проведенные отборными сеянцами, были
внесены минеральные удобрения в дозе N600P120K75, они превышают высоту растений из несортированных сеянцев без внесения удобрений на 77,7% (табл. 7.16). В культурах ели в этих
же условиях отмечена аналогичная закономерность (см. табл.
7.15). Наиболее высокий прирост по высоте наблюдается на
третий год после внесения удобрений, хотя различия между
контролем и удобренными вариантами с этого возраста начинают постепенно сглаживаться. Таким образом, продолжительность действия стартовой подкормки вероятно составляет 7-10
лет, но для сохранения высокой интенсивности роста наиболее
целесообразно повторное внесение удобрений на 5-6-й год после посадки культур.
Проведенные исследования свидетельствуют о различной реакции на удобрения саженцев разных селекционных категорий
(табл. 7.17). Так, если при внесении удобрений в дозе N600P120K75 в
посадки несортированных саженцев ели количество хвои на боковых побегах увеличилось на 7% по сравнению с неудобренными
вариантоми, то у отобранных по относительной массе саженцев
это превышение составило 25%, а у растений с четко выраженной
мутовчатостью – уже 70%.
В течение 2 лет нами проводились наблюдения за ростом
травянистой растительности на микроповышениях плуга
ПЛМ-1,3 в культурах ели, созданных саженцами 5(2+3) как
без внесения удобрений, так и с использованием стартовой
подкормки фосфором. Удобрения вносили локально вокруг саженцев площадками с радиусом около 25 см. Учеты травостоя
проводили на 48 площадках размером 1x1 м. Данные учета
показали, что на второй год произошло увеличение количества травянистых растений, особенно в варианте с внесением
удобрений (табл. 7.18).
Эти травянистые растения, в основном хвощ и иван-чай,
отрицательного влияния на культуры не оказали, и агротехнический уход на второй и последующие годы здесь не проводился.
290
291
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 7.18
Динамика зарастания травянистой растительностью культур,
созданных по микроповышениям плуга ПЛМ-1,3
Вариант опыта
Саженцы ели
5(2+3), несорт и рован н ые
(удобрения не
вносили)
Саженцы ели
5(2+3), несорт и рова н н ые,
стартовая подкормка (Р200)
Количество по номерам
учетных площадок 1x1 м
травянистых растений
Возраст,
лет
Среднее
на одну
площадку
№1
№2
№3
№4
№5
№6
1
4
5
8
20
3
6
7,6
2
28
9
11
21
31
14
19,0
1
7
1
9
13
3
1
5,6
2
35
28
14
32
13
32
25,6
Таким образом, исследования показали, что стартовая подкормка культур сосны и ели минеральными удобрениями значительно
ускоряет их рост в течение первых лет создания, а особенно подкормка в сочетании с использованием селекционно улучшенного
посадочного материала. В случае применения соответствующей
обработки почвы и этих приемов сокращается в 2 раза срок перевода культур в покрытую лесом площадь.
На торфянистых почвах осушенных болот и избыточно увлажненных вырубок в качестве стартовой подкормки целесообразно внесение фосфора в дозе Р200-250 кг/га. В условиях вырубок
на минеральных почвах лучшие результаты показала подкормка
фосфорно-калийными удобрениями в дозах Р120К120 кг/га.
Расход удобрений на подкормку 1 га лесных культур зависит
от величины удобряемой площади, которая определяется густотой
культур и способом внесения удобрений (полосы, площадки).
Например, при густоте культур 2500 растений на 1 га и внесении удобрений площадками вокруг растений радиусом 25 см
расход удобрений на 1 га культур по действующему веществу
составит:
● при дозе Р200-250 фосфора – 10–12 кг;
● при дозе Р120К120 фосфора – 6 кг, калия – 6 кг;
● при дозе N60Р120К120 азота – 3 кг, фосфора – 6 кг, калия – 6 кг.
292
293
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При закладке культур ели саженцами с четко выраженной мутовчатостью и сеянцев сосны с наличием треххвойных пучков
следует вносить полное удобрение в дозах N60P120K120 кг/га. Удобрения лучше вносить локально площадками вокруг растений
радиусом около 25 см.
Для целенаправленного решения проблемы интенсификации
лесокультурного производства с целью повышения его эффективности, качества и продуктивности искусственных насаждений
на основании проведенных многолетних исследований, основные
результаты которых изложены в соответствующих разделах данной работы, определены эколого-лесоводственные требования к
перспективной технологии искусственного лесовосстановления и
наиболее важные направления его развития.
Требования к перспективной технологии лесовосстановления
разрабатывали с учетом современного уровня и тенденций развития науки и техники.
Перспективная технология должна прежде всего обеспечивать
возможность дифференцировано применять весь комплекс мероприятий, направленный на преобразование лесорастительной
среды и максимальное использование биоэкологических свойств
древесных пород на зонально-типологической основе:
1) технологическую подготовку лесокультурных площадей;
2) обработку почвы и осушение;
3) внесение удобрений и другие виды мелиорации;
4) использование селекционно-улучшенного высококачественного посадочного материала;
5) оптимальное размещение растений на площади;
6) регулирование взаимоотношений между культивируемыми
породами и естественно поселяющейся травянистой и древесной
растительностью;
7) формирование оптимальных по составу, густоте и структуре
насаждений и т.п.
Технологии рубок и восстановление леса должны быть согласованны и взаимоувязаны.
Наряду с дифференцированным применением лесокультурных
приемов в зависимости от лесорастительных условий необходимо,
чтобы при ограниченном наборе машин одинакового назначения
можно было создавать лесные культуры в самых разнообразных
условиях. Все производственные процессы должны предусматривать возможность механизации, а в будущем, возможно, и автоматизации. Лесокультурная техника, способы и приемы воздействия
на окружающую среду должны находиться в полном соответствии
с законами развития создаваемых биогеоценезов как биологической системы и не вызывать отрицательных последствий.
Как видно из материалов, приведенных в главе 4, применяемая
технология лесовосстановления не отвечает этим требованиям и
нуждается в принципиальном совершенствовании. Прежде всего
не решена наиболее важная и сложная проблема подготовки вырубок для нормальной работы машинотракторных агрегатов.
Из всех известных путей ее решения наиболее эффективным
представляется срезание дерева при лесозаготовках вместе с пневой частью на глубину до 30 см, при котором корни оставляют в
почве для того, чтобы меньше нарушать ее естественное сложение.
При современном уровне развития лесозаготовительной техники
эта задача вполне разрешима. При этом достигается более полное
использование ценной стволовой древесины, экономятся затраты
энергии и средств на корчевку пней. Только несогласованностью
технологий рубки и восстановления леса можно объяснить создавшееся сейчас положение, когда практически вслед за мощными
лесозаготовительными машинами должна идти не менее мощная
машина, предназначенная для того, чтобы корчевать пни. При
этом самый плодородный слой почвы почти полностью выносится
за пределы досягаемости корней культивируемых растений.
В перспективе следует добиться того, чтобы в лесокультурный
фонд поступали вырубки без пней, очищенные от порубочных
остатков и валежа. Это создает предпосылки для широкого внедрения прогрессивных индустриальных методов выращивания
лесных культур и организации лесного земледелия на принципиально новых основах.
Развитие лесного земледелия должно начинаться с внедрения
наиболее эффективных приемов обработки почвы при оптимальном сочетании с осушительными и другими видами мелиоративных мероприятий. Как показали наши многолетние исследования,
294
295
7.4. Основы совершенствования технологии
создания лесных культур
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
наиболее эффективными приемами обработки почвы на дренированных (суходольных) вырубках являются измельчение растительных остатков, включая корни, сучья и т.п., и перемешивание
верхних генетических горизонтов на глубине 15–25 см.
На переувлажненных и заболоченных вырубках необходимо
формировать микроповышения в виде гряд из измельченных
растительных остатков, перемешанных с верхними горизонтами
почвы в сочетании с прокладкой частой сети (через 6–8 м) дренирующих борозд глубиной 0,3–0,6 м. Гряды формируются по обе
стороны от дренирующих борозд на расстоянии 1,0–1,5 м от них.
Удаленные от края борозд гряды не оплывают при замерзании и
оттаивании почвы, не размываются паводковыми водами и дождями, не мешают проходу агрегатов при уходах за культурами и
других работах. Деревья на таких грядах равномерно развивают
корневую систему во все стороны.
На суходольных вырубках такая обработка обеспечивает условия для правильной заделки высаживаемых растений и семян,
сдерживает развитие травянистой и моховой растительности, а на
переувлажненных и заболоченных вырубках значительно улучшает ее физические свойства, гидротермический режим, активизирует биологические почвенные процессы, существенно повышает
плодородие почвы.
Улучшение свойств и режимов холодных бедных почв Севера
под воздействием эффективных приемов их обработки достигается, главным образом, за счет полного и рационального использования органического вещества, включая слаборазложившиеся растительные остатки – опад, лесную подстилку, торф. Предлагаемые
приемы обработки почвы позволяют рационально использовать
органический материал, вызывают устойчивые положительные
изменения лесорастительной среды.
Интенсивная обработка переувлажненных и заболоченных
почв в сочетании с прокладкой частых дренирующих борозд повышает их эффективное плодородие до уровня наиболее богатых
дренированных почв черничной группы типов леса, а рост лесных
культур сосны на избыточно переувлажненных почвах ускоряется
на 1–1,5 класса бонитета, что к возрасту спелости дает дополнительно 50–100 т3 древесины на 1 га.
После технологической подготовки вырубок и обработки почвы предлагаемыми способами будет возможен проход агрегатов
над рядами культур и между ними. Это позволяет механизировать
посадку, агротехнические и лесоводственные уходы, внесение
минеральных удобрений, ремонт осушительной сети, применять
любые виды посадочного материала, размещать культуры в соответствии с созданной схемой и т.д.
Осветление лесных культур в случае заглушения их нежелательной древесной растительностью можно проводить между рядами культур катками, осветителями или другими орудиями.
Рекомендуемые агротехнические и технологические решения
не только позволяют обеспечить комплексную механизацию производственных процессов, но и при ограниченном наборе машин
одинакового назначения создавать лесные культуры в самых разнообразных условиях. Универсальность технологии и машин в
значительной степени упрощает организацию лесокультурного
производства, позволяет выпускать средства механизации крупными сериями, полнее их использовать. При этом создаются
предпосылки для взаимоувязки с технологическими процессами
формирования насаждений и проведения рубок промежуточного
пользования, а в конечном итоге для выращивания технически
организованных лесов.
В технический процесс выращивания искусственных насаждений хвойных пород следует включать наиболее эффективные
приемы повышения их качества и продуктивности, которыми прежде всего являются:
● выбор древесных пород, биоэкологические свойства которых
соответствуют целям и условиям выращивания;
● технологическая подготовка вырубок;
● интенсивная обработка почвы в сочетании с осушительной
и тепловой мелиорацией;
● использование селекционно-улучшенного высококачественного материала.
Преобладающие на Севере бедные холодные, переувлажненные и заболоченные почвы после механической обработки
медленно зарастают травянистой растительностью. Наблюдения
показали, что на микроповышениях, образованных плугами
ПШ-1, ПЛМ-1,3, на вырубках ельников черничных, черничных
влажных, долгомошных и травяно-болотных, а также на фрезерованных полосах на вырубке сосняка бруснично-черничного,
воздушно-сухая масса надземной части травостоя составляет
77,0–241,6 г/м2, а при внесении минеральных удобрений перед
посадкой – 183,4–285,3 г/м2. Проведенные на 2 и 3-й годы одно-
296
297
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
кратные уходы, заключающиеся в срезании трав мотыгами, не
отразились на сохранности и росте культур, заложенных в этих
условиях 5-летними саженцами ели и крупномерными 2-летними
сеянцами сосны из теплиц как на удобренных, так и на неудобренных делянках. Известно, что в зоне смешанных лесов агротехнические уходы за лесными культурами не дают положительного
результата и проводить их не целесообразно при массе воздушносухой травы в посадочных местах до 150 г/м2 [Миронов].
На плодородных почвах кисличных и травяных типов лесорастительных условий, а также осушенных низинных болот травостой разрастается интенсивно. В этих условиях необходимо
специальными мерами предупреждать заглушение хвойных пород высокостебельной травянистой растительностью, особенно
злаками. Вместе с тем, чтобы сократить затраты на подавление
напочвенного покрова, нужно применять крупномерный посадочный материал – саженцы. Таким образом, дифференцированно
применяя высококачественный посадочный материал, можно до
минимума сократить, а в большинстве случаев вообще исключить
непроизводительные затраты труда и средств на агротехнические
уходы.
Стартовая подкормка ели и сосны минеральными удобрениями
в оптимальных дозах является довольно значительным резервом
повышения интенсивности их роста с первых лет создания культур. Особенно эффективно данное мероприятие в сочетании с использованием селекционно-улучшенного посадочного материала.
В этом случае при соответствующей обработке почвы в 2 раза
сокращается срок перевода культур в покрытую лесом площадь.
Для предотвращения разрастания травянистой растительности
удобрения лучше вносить локально, площадками вокруг растений.
На Севере ель в молодом возрасте (до 20 лет) растет крайне замедленно и сильно отстает от лиственных пород – березы
и осины. Чтобы избежать смены пород и сформировать еловые
культуры, в них необходимо проводить многократные лесоводственные уходы. Вместе с тем установлено, что ускорение роста
сосны и ели в молодых культурах посредством эффективных приемов существенно укрепляет их позиции во взаимоотношениях
с лиственными породами, что позволяет выращивать сосновые
искусственные насаждения без проведения традиционных осветлений и прочисток и сократить их число в культурах ели.
Пни и порубочные остатки, уложенные между расчищенными
полосами, к моменту первых лесоводственных уходов не успевают разложиться и представляют серьезное препятствие для работы машин на лесоводственных уходах. Это еще раз подтверждает,
что уборка пней и очистка лесосек от порубочных остатков должны явиться заключительным этапом разработки лесосек.
Высокая продуктивность создаваемых искусственных насаждений может быть достигнута прежде всего за счет рационального
использования естественного плодородия почвы на суходольных
вырубках и значительного улучшения лесорастительной среды
под воздействием осушения и интенсивной обработки почвы на
переувлажненных и заболоченных вырубках, а также в результате применения селекционно-высококачественного посадочного
материала, минеральных удобрений, своевременного проведения
агротехнических и лесоводственных уходов.
298
299
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На основании проведенных исследований в широком диапазоне лесорастительных условий Европейского Севера и экспертной
оценки специальной литературы по рассматриваемой проблеме
можно сделать определенные выводы и дать практические рекомендации.
1. Под пологом таежных популяций сосны и ели в большинстве
случаев имеется достаточное количество подроста хвойных пород
для формирования полноценных древостоев.
2. Концентрированные рубки леса на огромных площадях
становятся основным фактором лесообразовательного процесса,
причем за последние 15-20 лет трансформирующее воздействие
на их лесные экосистемы возросло и будет, очевидно, возрастать
еще более существенно, т.к. тяжелая агрегатная техника все шире
внедряется в лесохозяйственный процесс. При этом большая часть
имеющегося подроста хвойных уничтожается.
3. Наблюдающаяся антропогенная трансформация коренных
хвойных сообществ в производные наиболее интенсивно происходит в высокопродуктивных сосняках и ельниках, особенно
при разработке лесосек агрегатной техникой. Происходит значительное сокращение площади хвойных насаждений и увеличение
площадей, занятых лиственными породами.
4. Ежегодно лесные культуры в регионе создаются на значительной площади и составляют в Архангельской области 25–33%,
в Вологодской 20–39%, в Республике Коми 6–12% от ежегодной
площади сплошных рубок. В общем объеме искусственного лесовостановления на создание культур ели приходится 70–80%.
Доля посадок составляет 60–77% от площади культур. Несмотря
на снижение ежегодной площади сплошных рубок более чем в
2 раза по сравнению с 1989 годом и снижение площади созда-
ваемых культур, соотношение площадей культур и сплошных
рубок практически не изменилось. Доля посадок даже несколько
увеличилась.
5. В настоящее время в силу объективно сложившихся обстоятельств (технология рубок, слабая техническая оснащенность
лесхоза, структура лесокультурного фонда и др.) лесокультурное
производство направлено на простое воссоздание вырубленных
древостоев по довольно примитивным, часто усеченным технологиям. Культуры несут значительные потери в период приживания,
отличаются невысоким качеством при переводе в лесопокрытую
площадь и, вероятно, в последствии будут иметь низкую репродуктивность.
6. В ближайшем будущем необходимо сосредоточить внимание
на повышении эффективности и качества искусственного лесовосстановления без увеличения объема работ. Следует рассмотреть
работы по совершенствованию лесосеменной базы и питомнического хозяйства, обеспечению высококачественным посадочным
материалом.
7. В процессе лесокультурного освоения концентрированных
вырубок значительно изменяются их экологические условия.
Прежде всего это происходит под воздействием механической
обработки почвы. При этом существенно меняется морфологический профиль почвы, ее физико-механические свойства, водновоздушный и температурный режимы. Существенное улучшение
теплового и водно-воздушного режимов создается в микроповышениях, выполненных в виде гряд.
8. Основным агротехническим приемом улучшения свойств и
режимов автоморфных лесных почв при их механической обработке на вырубках Севера является формирование микроповышений из измельченных растительных остатков и перемешивание их
с минеральной частью почвы, в результате чего создается более
однородный пахотный слой. На избыточно увлажненных почвах,
кроме того, следует обязательно прокладывать дренирующие борозды.
9. Преобразования, вызванные механической обработкой, сохраняют свой характер на протяжении длительного периода (более 20 лет).
10. Одним из факторов повышения качества лесокультурного
производства является использование высококачественного посадочного материала.
300
301
ВЫВОДЫ
И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11. Посадочный материал сосны и ели, выращенный при разных режимах в условиях Севера, отличается сильной изменчивостью биометрических показателей, особенно сильно варьируются
фитомасса растений и объемный показатель Д2Н. Высота, диаметр, Д2Н и фитомасса сеянцев и саженцев тесно коррелируют
между собой. Соотношения шкалы отдельных частей растения
зависят от породы и условий выращивания и не связаны с линейными характеристиками. При сортировке посадочного материала по высоте или диаметру состав растений в ранжированных
группах отличается по массе в 5-10 раз. Фитомассу сеянцев и
саженцев необходимо учитывать при оценке качества посадочного материала.
12. Величина гальванотока в лубе сеянцев (саженцев) тесно коррелирует с биометрическими показателями, принятыми для оценки
качества их признака, отражающего способность посадочного материала приживаться и расти на лесокультурной площади.
13. Лесокультурная оценка посадочного материала должна
быть комплексной и дифференцировано отражать:
а) способность растений быстро восстанавливать корневую
систему, обмен веществ и энергии после пересадки на лесокультурную площадь;
б) устойчивость к неблагоприятным факторам среды;
в) интенсивность роста и способность растений максимально
использовать экологическую среду и дать в конечном счете наибольшую продуктивность.
14. Дифференциация сосны и ели в лесных культурах в фазе
приживания происходит довольно интенсивно.
15. После смыкания крон дифференциация значительно усиливается и особенно сильно по диаметру. Растения, занимающие
в молодом возрасте лидирующее положение в растительном сообществе, в большинстве случаев сохраняют свой рост.
16. Для получения высококачественных сеянцев и саженцев
хвойных пород необходимо выращивать их в благоприятных экологических условиях, при оптимальной густоте и в строго ограниченный срок: в условиях рассмотренного региона саженцы ели
в школьном отделении – не более 3 лет, сосны – не более 2 лет.
Для посадки в школу следует применять 2–3-летние сеянцы, полученные в посевном отделении и 1–2-летние сеянцы, выращенные в теплицах. Биологический возраст саженцев ели не должен
превышать 5 лет, сосны – 4 года.
17. Выращивание саженцев и дифференцированное их применение в зависимости от лесорастительных условий лесокультурных площадей позволяет существенно снизить затраты на производство лесных культур за счет сокращения или полного отказа
от проведения агротехнических уходов.
18. Дальнейшее повышение эффективности и качества лесных
культур и, в конечном итоге, повышение продуктивности лесов
связано с переходом лесовосстановления и лесовыращивания на
селекционно-генетическую основу.
Основными элементами этого перехода являются:
а) выявление наиболее перспективных происхождений (районов
заготовки семян) для конкретных условий лесовыращивания;
б) отбор среди них быстрорастущих и устойчивых особей методами ранней диагностики по прямым (относительная масса) и
косвенным (наличие треххвойных пучков у сосны и четко выраженная мутовчатость у ели) признакам.
19. Отбор саженцев по признаку проявления мутовчатости позволяет достаточно надежно (с вероятностью 50–70%) отбирать
растения в 5-6-летнем возрасте, из которых в последующем формируются особи гребенчатого типа ветвления кроны, отличающиеся повышенной продуктивностью.
20. Повышенной энергией роста в культурах отличаются сеянцы сосны, отобранные перед посадкой по наличию треххвойных
пучков.
21. Лиственница заслуживает самого пристального внимания
при искусственном лесовосстановлении лесов Севера. Более интенсивным ростом в культурах отличается красношишечная форма лиственницы.
22. Как показывает анализ специальной литературы, в мире
наблюдается тенденция к обновлению и широкому внедрению
следующего этапа искусственного лесовосстановления – ускоренного выращивания древесины на специальных плантациях.
Предпосылками ускоренного воспроизводства хвойных пород в
условиях Европейского Севера являются:
а) наличие в регионе высокопродуктивных насаждений;
б) доказанная возможность улучшения лесорастительных условий лесокультурных площадей путем применения комплекса мелиоративных мероприятий (осушительная мелиорация, обработка
почвы, применение минеральных удобрений);
302
303
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в) использование в целях ускоренного воспроизводства хвойных пород высококачественного селекционно улучшенного посадочного материала;
г) подбор древесных пород, в наибольшей степени отвечающих
целям лесовыращивания;
д) особенности формирования лесных культур под действием
меллиоративных приемов.
23. При выращивании культур ели наличие на площади лиственных пород не всегда способствует защите ее от побивания
заморозками. Рекомендуется подбирать наиболее «теплые» участки по разработанному в Архангельском институте леса и лесохимии способу и среди них отдавать предпочтение площадям с
наличием лиственных пород.
24. При выборе районов для плантационного лесовыращивания
следует учитывать их геоэкологические условия.
25. В условиях осушенных пород, подходящих по лесорастительным условиям для выращивания ели, культуры ее следует
создавать в средней части площади между осушителями, т.к. чем
ближе к осушителю, тем заморозки бывают чаще и большей интенсивности.
26. Из всех известных путей решения проблемы подготовки
вырубок для создания культур наиболее эффективным представляется срезание деревьев при лесозаготовках вместе с пневой частью. В перспективе необходимо добиться, чтобы в лесокультурный фонд поступали вырубки без пней, очищенные от валежа.
27. Наиболее эффективными приемами обработки почв на
дренированных вырубках является измельчение растительных
остатков и перемешивание генетических горизонтов на глубине
15–25 см.
28. На переувлажненных и заболоченных вырубках необходимо формирование микроповышений в виде гряд из измельченных
растительных остатков, перемешанных с верхними горизонтами
почвы, в сочетании с прокладкой через 6–8 м сети дренирующих
борозд глубиной 0,3–0,6 м. Гряды формируются по обе стороны
от дренирующих борозд на расстоянии 1,0–1,5 м от них.
29. На торфянистых почвах осушенных болот и избыточно
увлажненых вырубках в качестве стартовой подкормки целесообразно внесение фосфора в дозе Р200-250 . В условиях вырубок на
минеральных почвах лучшие результаты показали подкормка
фосфорно-калийными удобрениями в дозе N60 Р120 К120 .
30. Удобрения в качестве стартовой подкормки целесообразно
вносить локально, площадками вокруг культивируемых растений
радиусом около 25 см.
31. Резкие различия в темпах роста ели и лиственных пород
сильно усложняют формирование искусственных еловых насаждений. В связи с этим технология выращивания высокопродуктивных культур должна обеспечивать резкое ускорение роста этой
породы на первых этапах выращивания путем применения эффективных мероприятий по улучшению лесорастительной среды и
максимальному использованию ее биоэкологических свойств.
32. Улучшая рост культур сосны в молодом возрасте посредством эффективной обработки почвы, осушения, применения
крупномерного отборного посадочного материала, можно достичь
доминирования сосны над лиственными породами.
33. Для целенаправленного решения проблемы интенсификации лесокультурного производства и перехода на ускоренное
воспроизводство хвойных в специфических условиях рассмотренного региона обоснованы эколого-лесоводственные требования
перспективной технологии искусственного восстановления леса
и наиболее важные направления ее развития (см. раздел 7.4).
304
305
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Европейский Север представляет собой один из основных лесопромышленных районов страны. На этот регион в настоящее
время приходится около 30% объема заготовки древесины всех
республик СНГ. Сплошными рубками охвачены сотни тысяч гектаров. На таких огромных площадях формируются совершенно
иные условия для восстановления лесов. Крупные лесные ландшафты коренным образом изменяются, поскольку используемые
при лесозаготовках машины уничтожают подрост, подлесок, напочвенный покров и обедняют почву.
Основным способом лесовосстановления в регионе остается
естественное, но в виду сложившихся обстоятельств (нарушение
технологии рубок, уничтожение подроста и т.д.) оно не обеспечивает восстановления вырубок хозяйственно-ценными породами.
Несмотря на снижение ежегодной площади сплошных рубок,
начавшееся с 90-х годов и вызванное, прежде всего, общим спадом
производства в стране, лесные культуры создаются на значительной площади. Вместе с тем, в регионе отмечается непрерывное
сокращение площади высокопродуктивных хвойных древостоев.
В широких масштабах наблюдается смена пород и прежде всего
хвойных на лиственные.
Многолетние исследования, выполненные на Европейском Севере, убедительно свидетельствуют, что основное внимание должно быть сосредоточено не на увеличении объемов искусственного
лесовосстановления, а на резком повышении его эффективности
и качества. Следует расширить работы по совершенствованию
лесосменной базы и питомнического хозяйства, обеспечению высококачественным посадочным материалом. Применяемые технологии создания культур должны быть нацелены на улучшение
лесорастительной среды вырубок путем использования комплекса
мелиоративных приемов и широкого использования селекционноулучшенного посадочного материала.
306
Дальнейшее повышение эффективности и качества лесных
культур и, в конечном итоге, повышение продуктивности лесов связаны с переходом лесовосстановления на селекционногенетическую основу. Приоритетными направлениями этого периода, по нашему мнению, следует признать:
● выявление наиболее перспективных происхождений (районов
заготовки семян) для конкретных условий лесовыращивания;
● отбор среди них быстрорастущих и устойчивых особей методами ранней диагностики по прямым и косвенным признакам.
Кроме того, следует признать целесообразным увеличение объемов создания культур сосны на 60–70% от их общей площади,
а также улучшение структуры искусственных лесов региона за
счет расширения работ по культивированию лиственницы и кедра
сибирского.
Экономические расчеты показывают, что только в результате
дифференцированного применения посадочного материала в зависимости от лесорастительных условий можно значительно сократить количество агротехнических уходов за культурами или
вообще обойтись без них, что позволит снизить затраты на создание лесных культур.
Кроме того, далеко не все, что дает нам лес, имеет цену на
рынке. В последние годы все больше говорится о глобальном средообразующем значении лесов.
В целом следует отметить, что сейчас уже нельзя ориентироваться на простое воспроизводство древостоев. Вновь созданные леса должны быть лучше своих предшественников и в
полной мере отвечать целям выращивания. Разработке экологолесоводственных основ ускоренного воспроизводства ценных
хвойных пород Севера и посвящена данная работа.
307
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Агроклиматические ресурсы Архангельской области / под ред.
Р.А. Туфановой. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 160 с.
2. Агроклиматический справочник по Архангельской области / под
ред. Х.А. Горяевой. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 220 с.
3. Алексеев С.В., Молчанов А.А. Плодотношение еловых и сосновых
насаждений Севера // Лесное хозяйство. 1957. № 2-3.
4. Аринушкина Е.В. Химический анализ почв и грунтов. М.: Изд-во
МГУ, 1952. С. 45-78.
5. Бабиков Б.В. Гидрологический режим осушенных лесных болот,
сформировавшихся на тяжелых почвах // Значение болот в биосфере.
М.: Наука, 1980. С. 81-95.
6. Бабиков Б.В. Некоторые особенности роста сосны в высоту в
различных лесорастительных условиях // Лесной журнал. 1968. № 5.
С. 34-36.
7. Бабич Н.А. Лесоводственная эффективность старейших культур
сосны в условиях Архангельской области // Лесное хозяйство. 1982.
№ 10. С. 63-64.
8. Бабич Н.А. Лесовосстановление на Европейском Севере (обобщение столетнего лесокультурного опыта): автореф. дис. … д-ра с.-х.
наук. СПб., 1993. 33 с.
9. Бабич Н.А., Беляев В.В. Рост и биологическая продуктивность
культур сосны северной подзоны тайги Европейского Севера // Лесоводство, лесоразведение, лесные пользования. Экспресс-информация. М.:
ЦБНТИлесхоз. 1985. № 4. С. 16-24.
10. Барабин А.И. О лесотаксационных особенностях семенников в
связи с прогнозированием урожая семян ели // Лесной журнал. 1968.
№ 5. С. 19-22.
11. Барабин А.И. Сравнительный анализ урожая семян ели семенного и малоурожайного года в учебно-опытном лесхозе АЛТИ // Лесной
журнал. 1969. № 3.
12. Басов В.А. Новое о репродуктивной способности ели // Информационный листок № 122-84. Коми межотраслевой центр научнотехнической информациии и пропаганды. Сыктывкар, 1984а. 4 с.
13. Басов В.А. Прогнозирование ожидаемой всхожести семян сосны
в таежной зоне // Информационный листок № 126-84. Коми межотраслевой центр научно-технич. информации и пропаганды, Сыктывкар,
1984б. 4 с.
14. Беляев В.В. Гальваноток как показатель качества сеянцев ели //
Материалы отчетной сессии по итогам научно-исследовательских работ
в XI пятилетке. Архангельск, 1986а.
15. Беляев В.В. Лесокультурная оценка индивидуальной изменчивости посадочного материала ели и сосны в условиях Архангельской
области: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Л., 1982. 20 с.
16. Беляев В.В. Оценка качества культур сосны и ели на Европейском
Севере // Вопросы искусственного лесовосстановления на Европейском
Севере. Архангельск, 1986б. С. 23-29.
17. Беляев В.В., Бурлаков П.С. О географическом распространении
территорий с повышенным конвективным тепловым потоком (КТП) в
Архангельской области и связи его с другими геоэкологическими параметрами // Экологические проблемы Севера: межвузовский сборник
научных трудов. Архангельск: АГТУ, 2005. Вып. 8. С. 240-242.
18. Беляев В.В., Бурлаков П.С. Особенности распространения заморозков и их влияние на культуры ели на территории Европейского Севера // Вестник Поморского университета. Сер. «Естественные и точные
науки». 2007. № 2(12). С. 54-61.
19. Беляев В.В., Елизаров Ф.П. Эффективность использования улучшенного посадочного материала на осушенном болоте средней подзоны
тайги // Селекция и семеноводство хвойных пород на Европейском севере. Архангельск, 1990. С. 97-104.
20. Беляев В.В., Елизаров Ф.П., Грабовской Г.П. Возобновление вырубок в межхозяйственных лесхозах Архангельской области // Материалы
отчетной сессии по итогам научно-исследовательских работ за 1987 год.
Архангельск, 1988. С. 48-49.
21. Беляев В.В., Козловский В.Д., Бахвалов Ю.М. О температурном
режиме приземного слоя воздуха вырубок разной давности // Материалы отчетной сессии по итогам НИР за 1990 год. Архангельск, 1991.
С. 22-24.
22. Беляев В.В., Пигарев Ф.Т. Взаимосвязь биометрических признаков
сеянцев и саженцев сосны и ели // Искусственное восстановление леса
на Севере. Архангельск, 1979. С. 79-84.
23. Беляев В.В., Пигарев Ф.Т. Принципы и критерии оценки качества
лесных культур // Проблемы повышения продуктивности лесов и перехода на непрерывное рациональное лесопользование в свете решении
XXVI съезда КПСС. Архангельск, 1983. С. 53-54.
308
309
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
24. Беляев В.В., Пигарев Ф.Т., Сенчуков Б.А. Влияние фитомассы и
размеров сеянцев и саженцев на рост культур сосны и ели // Материалы годичной сессии по итогам НИР за 1979 г. Архангельск, 1980.
С. 77-78.
25. Беляев В.В., Потапов И.А. Заморозки и их изучение. Архангельск:
Поморский ун-т, 2003. 95 с.
26. Березюк И.Е. Особенности возобновления сосны в Арскарагайском лесхозе Кустанайской области // Труды института водного и лесного хозяйства. 1956. Т. 1.
27. Берлянд М.Е. Предсказание и регулирование теплового режима
приземного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоздат, 1956. 435 с.
28. Берлянд М.Е. Теоретические основы защиты растений от заморозков посредством дымовой завесы // Труды ПО. 1948. Вып. 12.
29. Берлянд М.Е., Красиков П.Н. Борьба с заморозками и их предсказание. Л.: Гидрометеоздат, 1953.
30. Берлянд М.Е., Красиков П.Н. Предсказание заморозков и борьба
с ними. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 147 с.
31. Бойцова С.А., Шалыгина Т.А. О показателе продуктивности
культур ели // Восстановление леса на Северо-Западе РСФСР. Л.:
ЛенНИИЛХ, 1978. С. 122-132.
32. Бострем В.Г. Растительность как биоиндикатор почв, почвообразующих пород и их дешифрирование по аэрофотоснимкам // Изучение
и охрана растительности Севера. Сыктывкар, 1984. С. 102-107.
33. Бузыкин А.И. Возобновление сосны в зависимости от развития
покрова // Лесное хозяйство. 1965. № 2.
34. Бузыкин А.И. Изучение естественного возобновления молодняков // Формирование молодняков хвойных пород. Новосибирск, 1982.
С. 5-24.
35. Бузыкин А.И., Пшеничникова Л.С. Формирование сосноволиственных молодняков. Новосибирск: Наука, 1980. 175 с.
36. Букштынов А.Ф., Березин В.П. Значение хвойного подроста в восстановлении лесов // Вестник сельскохозяйственной науки. 1966. № 6.
С. 97-104.
37. Вайчис М.В. Педогенетическая основа проектирования высокопродуктивных еловых фитоценозов в условиях Литовской ССР // Формирование эталонных насаждений. Каунас, 1979. Ч. 1. С. 36-38.
38. Валяев В.Н. Взаимоотношения сосны и березы на песчаных почвах таежной зоны // Вопросы практического лесоводства в хвойных
лесах северо-запада РСФСР. Петрозаводск, 1980. С. 3-14.
39. Валяев В.Н. Научные основы ведения хозяйства в сосновых лесах
Карелии и ее проблемы // Лесоведение. 1971. № 1. С. 3-11.
40. Варфоломеев Л.А. Влажность завяданий на двухкомпонентных
смесях болотно-подзолистой почвы // Почвоведение. 1978. № 10. С. 56-70.
41. Варфоломеев Л.А. Лесокультурная оценка свойств болотноподзолистых почв и их изменений в связи с обработкой // Вопросы лесокультурного дела на Европейском Севере. Архангельск, 1974. С. 61-78.
42. Веверис А.Л. О методах выделения рано и позднораспускающихся елей // Лесоведение. 1969. № 2. С. 83-84.
43. Веверис А.Л. Рано- и позднораспускающаяся ель в Латвийской
ССР и их лесохозяйственное значение: автореф. дис. … канд. с.-х. наук.
Еллаева, 1970. 32 с.
44. Вересин М.М., Иванов С.М. Экотипы ели обыкновенной в географических культурах Воронежского лесхоза // Лесная генетика, селекция
и семеноводство. Петрозаводск: Карелия, 1970. С. 415-522.
45. Веретенников А.В. Физиологические основы устойчивости древесных растений к временному избытку влаги в почве. М.: Наука, 1968.
226 с.
46. Вомперский С.Э. Биологические основы эффективности лесоосушения. М.: Наука, 1968. 319 с.
47. Воропанов П.В. Ельники Севера. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1950.
С. 150.
48. Галенко Э.П. Температурный режим в зеленомошных типах леса
среди тайги // Экология роста и развития сосны и ели на северо-востоке
европейской части СССР: тр. Коми фил. АН СССР. Сыктывкар, 1979.
№ 44. С. 90-103.
49. Гейгер Р.И. Климат приземного слоя воздуха. М., 1960. 216 с.
50. Герасимович О.В., Крапивенко Н.Н. Стандарт качества на лесные
культуры. Сельское хозяйство Белоруссии. 1979. № 12. С. 40.
51. Гольцберг И.А. Агроклиматическая характеристика заморозков в
СССР и методы борьбы с ними. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 217 с.
52. Гольцберг И.А. Географическое распространение опасных заморозков // Труды ГТО. М., 1948. Вып. 12. С. 5-52.
53. Гольцберг И.А. Микроклимат и его значение в сельском хозяйстве. Л.: Гидрометеоиздат, 1957.
54. Гольцберг И.А. Микроклиматические особенности осушенных
болот // Метеорология и гидрология. 1955. № 2. С. 13-17.
55. Горный В.И. Влияние мантийно-коровых флюидов на геоэкологическую ситуацию Восточно-Европейской платформы (по данным
дистанционно-геотермического метода) // Геодинамика и геоэкология:
материалы международной конференции. Архангельск, 1999. С. 85-87.
56. Горный В.И. Дистанционный геотермический метод // Спутниковые методы и системы исследования Земли: Доклады семинара. М.:
ИКИ РАН, 2005. URL: http://www.iki.rssi.ru/earth
57. Горный В.И., Теплякова Т.Е. О влиянии эндогенного тепла земли
на формирование в бореальной зоне локальных ареалов неморальной
растительности // Доклады РАН. 2001. Т. 378, № 5. С. 560-561.
310
311
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
58. Григорьев А.И., Григорьева Г.А. Материалы к изучению внутривидовой систематики сосны обыкновенной в Западной Сибири // Тезизы докладов делегатов 7 всесоюзного ботанического общества. Донецк,
1983. С. 15-16.
59. Гусев И.И., Неволин О.А., Третьяков С.В. Леса и лесистость Архангельской области // Лесной журнал. 1994. № 3. С. 10-17.
60. Декатов Н.Е. Простейшие мероприятия по возобновлению леса
при концентрированных вырубках. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1936а. 112 с.
61. Декатов Н.Е. Температурные колебания в различных условиях
лесной обстановки Ленинградской области и влияние их на возобновление ели // Исследование по лесоводству: сборник трудов НИИЛХМ,
Л., 1936б.
62. Дерюгина Т.Ф. Сезонный рост лиственных древесных пород.
Минск: Наука и техника, 1984. С. 20.
63. Дерюгина Т.Ф., Оликер Б.С. Влажность почвы и рост саженцев
в культурах // Тезисы докладов Республиканской научно-технической
конференции. Минск, 1973. С. 41-42.
64. Долголиков В.И. Отбор быстрорастущих саженцев ели для плантационного лесовыращивания. Л., 1987.
65. Елагин И.Н. Сезонное развитие сосновых лесов. Новосибирск:
Наука, 1976. 230 с.
66. Елизаров Ф.П., Беляев В.В., Макарьина М.А. О температурном
режиме воздуха и почвы на осушенном переходном болоте // Материалы отчетной сессии по итогам НИР за 1989 г. Архангельск, 1990.
С. 29-31.
67. Елпатьевский М.М., Елпатьевский М.Л., Константинов В.К. Осушение и освоение лесных заболоченных земель. М.: Лесная промышленность, 1970. С. 20.
68. Заленский О.В., Семихатова О.А., Вознесенский В.Л. Методы
применения радиоактивного углерода С(14) для изучения фотосинтеза.
М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1955.
69. Зеликов В.Д. Почвоведение. М.: Лесная промышленность, 1981.
216 с.
70. Зеликов В.Д. Почвы и бонитет насаждений. М.: Лесная промышленность, 1971. 119 с.
71. Иванов Л.А., Силина А.А., Цельникер Ю.А. О методе быстрого
взвешивания для определения транспирации в естественных условиях
// Ботанический журнал. 1950. № 2(35).
72. Инструкция по проведению ежегодной инвентаризации лесных
культур. М., 1979.
73. Инструкция по сохранению подроста и молодняка хозяйственноценных пород при разработке лесосек и приемке от лесозаготовителей
вырубок с проведенными мероприятиями по восстановлению леса. М.,
1984.
74. Ипатов В.С. Дифференциация древостоя I // Вестник ЛГУ. Сер.:
биология. 1968. № 21. С. 59-68.
75. Ипатов Л.Ф. Анализ лесокультурного дела // Леса и лесное хозяйство Вологодской области. Вологда, 1971. С. 107-127.
76. Ипатов Л.Ф. К истории создания сосновых культур Вологодской
области // Лесной журнал. 1967. № 6. С. 165-171.
77. Ипатов Л.Ф. Строение и рост культур сосновых на Европейском
Севере. Архангельск: Сев-Зап. изд-во, 1974.
78. Ипатов Л.Ф. Ход роста сосновых культур по типам лесов. Исследование лесовосстановления, технологии и оборудования при заготовке
и переработке древесины. Архангельск, 1971. С. 36-37.
79. Ипатов Л.Ф., Левин В.И. О быстроте роста сосновых культур //
Вопросы лесоустройства и таксации лесов Европейского Севера. Вологда, 1970. С. 54-59.
80. Казимиров Н.И. Берегите подрост хвойных пород. Петрозаводск:
Гос. изд-во Карельской АССР, 1960. 42 с.
81. Казимиров Н.И. Ельники Карелии. Л.: Наука, 1971а. 140 с.
82. Казимиров Н.И. Смена пород в еловых лесах и ее хозяйственное
значение. Состояние возобновления и пути формирования на концентрированных вырубках северо-запада европейской части СССР. Архангельск, 1971б. С. 139-140.
83. Кайрюкштис Л.А. Научные основы формирования высокопродуктивных елово-лиственных насаждений. М.: Лесная промышленность,
1969. 207 с.
84. Калякин А.Б. Влияние лиственных пород на рост культур ели в
широколиственных еловых лесах Московской области: автореф. дис. …
канд. с.-х. наук. М., 1977. 23 с.
85. Каппер О.С. Хвойные породы. Лесоводственная характеристика.
М.; Л., 1954. 303 с.
86. Картелев В.Г. Стандартизация посадочного материала сосны
обыкновенной на принципиально новой основе // Лесной журнал. 1969.
№ 5. С. 22-25.
87. Кищенко И.Т. Сезонный рост сосны при внесении азотных удобрений // Лесоведение. 1978. № 32. С. 73-78.
88. Кобранов Н.П. Обследование и исследование лесных куоьтур. Л.,
1973. 78 с.
89. Ковалев М.С., Ковалев Л.С. Динамика роста сосны обыкновенной
по морфологическим признакам. Южно-Сахалинск, 1984. 84 с.
90. Козловский В.Д. О пространственной изменчивости минимальных
температур в приземном слое воздуха на вырубках // Материалы отчетной сессии по итогам НИР за 1989 год. Архангельск, 1990. С. 31-32.
312
313
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
91. Козловский В.Д. Разработка рекомендаций по подбору вырубок
под культуры ели с целью снижения побивания их весенне-летними
заморозками. Архангельск: АИЛиЛХ, 1994. 24 с.
92. Козловский В.Д., Гаевский Н.Б., Трохнюк С.В. О подборе участков, благоприятных для создания культур ели // Материалы отчетной
сессии по итогам НИР за 1989 год. Архангельск, 1989. С. 38-40.
93. Козловский В.Д., Фельд Д. Эколого-лесоводственные аспекты
защиты культур ели от заморозков // Поморье в Баренц-регионе. Архангельск, 1997. С. 52-53.
94. Колесников Б.П. Генетический этап в лесной типологии и его
задачи // Лесоведение. 1974. № 2. С. 3-20.
95. Колесниченко М.В. Биохимические взаимовлияния древесных
растений. М.: Лесная промышленность, 1968.
96. Колесниченко М.В. О биохимическом взаимовлиянии пород при
лесоразведении // Лесное хозяйство. 1961. № 5.
97. Колесниченко М.В. О биохимическом соответствии растений в
сообществе // Тезисы докладов 1 всесоюзного симпозиума по физиологобиохимическим основаниям формирования растительных сообществ.
М.: Наука, 1965.
98. Коловский Р.Л. Электрические потенциалы древесных растений.
Новосибирск: Наука, 1980. 173 с.
99. Константинов В.А., Юзенчук И.А. Некоторые вопросы осушения
болот с бедными торфами // Исследования по лесному хозяйству. Л.,
Лениздат, Псковское отд., 1972. С. 317-332.
100. Коротаев А.А. Исследование влияния температуры почвы на
рост и состояние корневых систем саженцев древесных пород // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Л., 1989. С. 65-69.
101. Криницкий Г.Т. Исследование связи метаболических электропотенциалов с жизненностью подроста древесных растений: автореф.
дис. … канд. с.-х. наук. Львов, 1976. 20 с.
102. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Иерархический ряд проявлений
щелочно-ультраосновного магматизма Архангельской алмазоносной
провинции. Их отражение в геолого-геофизических материалах. Архангельск: Правда Севера, 2004. 284 с.
103. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Разломно-блоковая тектоника и ее роль
в эволюции литосферы // Литосфера и гидросфера Европейского Севера
России. Геоэкологические проблемы. Екатеринбург, 2001. С. 68-113.
104. Ларин В.Б. Культуры ели и кедра сибирского на северо-востоке
европейской части СССР. Л.: Наука, 1980, 224 с.
105. Ларин В.Б., Паутов Ю.А. Лесовыращивание в Коми АССР // Лесное хозяйство. 1980. № 4. С. 38-39.
106. Ларин В.Б., Паутов Ю.А. Формирование хвойных молодняков
на вырубках. Л.: Наука, 1989. 142 с.
107. Лебков В.Ф. Дендрометрические основы структурно-динамической организации древесных ценозов сосны: автореф. дис. ... д-ра
биол. наук. М., 1992. 42 с.
108. Левин А.П. Влияние экологических условий на естественное
возобновление сосны // Научные записки Львовского сельскохозяйственного института. 1954. № 4. С. 20-25.
109. Лир Х., Польстер Г., Фидлер Г.-И. Физиология древесных растений. М.: Лесная промышленность, 1974. 421 с.
110. Листов А.А., Коновалов В.Н. Влияние минеральных удобрений
на сезонный рост сосен в высоту // Лесоведение. 1988. № 1. С. 33-42.
111. Листов А.А., Коновалов В.Н. Суточный рост сосны в высоту
в северотаежных лишайниковых борах // Материалы отчетной сессии
по итогам НИР АИЛиЛХ за 1983 год. Архангельск: АИЛиЛХ, 1984.
С. 67-68.
112. Листов А.А., Патов А.И. Сезонный прирост подроста в связи
с внесением азотных удобрений // Дендрологические исследования в
СССР. Архангельск, 1978. С. 96.
113. Луганский Н.А., Исаев Р.П. Основные особенности последующего лесовозобновления сплошных вырубок в Свердловской области.
Опыт и пути улучшения лесовыращивания в Предуралье. Пермь:
Западно-Уральский ЦНТИ, 1973. С. 83-85.
114. Львов П.Н. Природа лесов Европейского Севера и ведение в них
хозяйства. Архангельск, 1971. 142 с.
115. Макаренко А.А., Смирнов Н.Т. Формирование сосновых и
сосново-березовых насаждений. Алма-Ата, 1973. 187 с.
116. Мамаев С.А. Изменчивость энергии, прироста побегов сосны в
течении вегатационного периода в зависимости от метеорологических
факторов и индивидуальных особенностей растений // Труды института экологии растений и животных. Северодвинск, 1970. Вып. 67.
С. 224-233.
117. Маркова И.А. Агротехника и технология создания высокопродуктивных культур ели и сосны промышленными метолами на северозападе РСФСР: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Л., 1989.
118. Маркова И.А. Влияние обработки почвы на водный режим и
рост культур // Гидромелиорация и рациональное природопользование:
тезисы докл. Л., 1982. С. 97-99.
119. Маркова И.А., Матюхина З.Ф. Влияние обработки почвы на водный режим и рост культур // Гидромелиорация и рациональное использование. Л., 1982. С. 97-99.
120. Маркова И.А., Дерябина Н.В. Подготовка почвы под лесные
культуры в таежной зоне СССР и за рубежом. Обзорная информация //
Лесоведение и лесоводство. М.: ЦБНТИлесхоз, 1981. 30 с.
314
315
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
121. Маслаков Е.Л. О динамике структуры групповых культур сосны
// Восстановление и мелиорация лесов северо-запада РСФСР. Л., 1980.
С. 35-46.
122. Маслаков Е.Л. О росте и дифференциации деревьев в сосновых
молодняках // Восстановление леса на северо-западе РСФСР, ЛенНИИЛХ. Л.: 1978. С. 13-18.
123. Маслаков Е.Л. О структуре групповых культур сосны. Вопросы лесоустройства, таксации и экономики лесного хозяйства. Л., 1973.
С. 223-235.
124. Маслаков Е.Л. Формирование сосновых молодняков. М., 1984.
165 с.
125. Маслаков Е.Л., Колесников В.П. Классификация вырубок и естественного возобновления сосновых лесов средне-таежной подзоны равнинного Заурала и хозяйство в них. Свердловск, 1968.
126. Маслаков Е.Л., Мойко М.Ф., Маркова И.А., Ковалев М.С. Исследования роста лесных культур: методич. указания. Л., 1978. 70 с.
127. Мелехов И.С. Возобновление леса в связи с рубками в лесах
Севера. Лесное хозяйство. 1953. № 6.
128. Мелехов И.С. Вопросы диагностики и классификации концентрированных вырубок // Концентрированные вырубки в лесах Севера:
сб. М., 1954а.
129. Мелехов И.С. К типологии концентрированных вырубок в связи
с изменениями в напочвенном покрове // Концентрированные рубки в
лесах Севера: сб. М., 1954б.
130. Мелехов И.С. Концентрированные рубки и лесовостановление в
бассейне Северной Двины // Труды АЛТИ. 1949. Т. 13. С. 21-52.
131. Мелехов И.С. Леса Севера Европейской части СССР // Леса
СССР. М.: Наука, 1966. Т. 1. С. 78-156.
132. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Лесная промышленность, 1980.
405 с.
133. Мелехов И.С. О выборе древесных пород для облесения концентрированных вырубок // Вестник сельскохозяйственной науки, 1960.
№ 8. С. 111-113.
134. Мелехов И.С., Корелина А.А. О кипрейных вырубках и мероприятиях по возобновлению леса применительно к ним // Концентрированные рубки в лесах Севера: сб. М., 1954.
135. Мелехов И.С., Корконосова Л.И., Чертовской В.Г. Руководство
по изучению концентрированных вырубок. М., 1965. С. 180.
136. Мелехов И.С., Чертовской В.Г., Моисеев Н.А. Леса Архангельской и Вологодской областей // Леса СССР. М.: Наука, 1966. Т. 1.
С. 78-157.
137. Мерзленко М.Д. Опыт лесовосстановления в Московской области. М., 1977.
138. Миронов В.В. Экология хвойных пород при искусственном лесовозобновлении. М.: Лесная промышленность, 1977. 232 с.
139. Миронов В.В., Калякин А.Б.. Шильников Н.Г. Соотношение массы кроны корней у хвойных пород в культурах и некоторые явления
саморегулирования // Материалы научной конференции по вопросам
лесного хозяйства. М., 1970.
140. Мирошников В.С. Исследование хода роста и строение молодых
сосновых насаждений // Лесоведение и лесное хозяйство. Минск, 1969.
Вып. 2. С. 32-38.
141. Моисеенко С.Н. Естественное возобновление в сосновых и лиственничных лесах Амурской области // Естественное возобновление
лесов Дальнего Востока. Долинск, 1958.
142. Молчанов А.А., Преображенский И.Ф. Леса и лесное хозяйство
Архангельской области. М.: АН СССР, 1957. 238 с.
143. Морозов В.А., Шиманский П.С. Плантационное лесовыращивание // Лесоведение и лесомелиорация: экспрессинформация. М., 1981.
Вып. 4. С. 30.
144. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. М.; Л., 1949. 455 с.
145. Мочалов Б.А. Рекомендации по выращиванию сеянцев хвойных
пород в теплицах с полиэтиленовым покрытием. М., 1990. 36 с.
146. Мошкалев А.Г. О подборе древостоев одного естественного
ряда развития // Труды по лесному хозяйству. Л.: ЛенНИИЛХ, 1957.
С. 3-18.
147. Недвецкий Н.А. Особенности дифференциации сосны в культурах первого десятилетия на осушенных площадях // Лесоведение. 1973.
№ 5. С. 51-57.
148. Некрасова Т.П. Естественное возобновление на Крайнем Севере
// Ботанический журнал. 1955. Т. 10. № 3.
149. Непогодьева Т.С. Динамика зарастания обработанной почвы и
сроки ухода за лесными культурами на избыточно-увлажненных вырубках // Вопросы лесокультурного дела на Европейском Севере. Архангельск, 1971. С. 69-79.
150. Никитин Н.Е., Швиденко А.З. Методы и техника обработки лесоводственной информации. М.: Лесная промышленность, 1978.
151. Никитина А.В., Шапкин О.И. Сезонный рост культур ели в
фазе приживания // Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции
«Проблемы лесовосстановления». М., 1974. С. 117-119.
152. Паршевников А.Л., Серый В.С., Бахвалов Ю.М. Бонитировочная
таблица для оценки почв северной и средней подзон тайги Европейской
части СССР. Архангельск, 1976. 15 с.
153. Пастухова П.Н. Плодоношение сосны и ели в лесах Архангельской области // Вопросы таежного лесоводства на Европейском Севере.
М.: Наука, 1967. С. 87-100.
316
317
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
154. Патлай Н.Н. Влияние географического происхождения семян по
стойкости и рост сосны в культурах лесобережной лесостепи УССР:
автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Киев, 1965. 27 с.
155. Пигарев Ф.Т. Лесоводственное значение густоты культур сосны
на Европейском Севере: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Архангельск.
1973. 20 с.
156. Пигарев Ф.Т. Особенности строения искусственных сосновых
молодняков // Вопросы лесокультурного дела на Европейском Севере.
Архангельск, 1974.
157. Пигарев Ф.Т., Беляев В.В., Сенчуков Б.А. Изменчивость биометрических признаков сосны и ели на различных этапах выращивания //
Искусственное восстановление леса на Севере. Архангельск, 1979.
С. 68-78.
158. Пигарев Ф.Т., Беляев В.В., Сунгуров Р.В. Комплексная оценка
качества посадочного материала и его применение на Европейском Севере: методические указания. Архангельск, 1987. 14 с.
159. Пигарев Ф.Т., Варфоломеев Л.А. К вопросу о подготовке почвы
под лесные культуры в Архангельской области // Рубки и восстановление леса на Севере. Архангельск, 1968. С. 112-143.
160. Пигарев Ф.Т., Варфоломеев Л.А. К вопросу о подготовке почвы
под лесные культуры в Архангельской области // Рубки и восстановление леса на Севере. Архангельск, 1969. С. 111-114.
161. Пигарев Ф.Т., Варфоломеев Л.А. Количественная характеристика
микрорельефа в лесах местообитания // Тезисы докладов к всесоюзному
совещанию 17-20 августа 1971 г. Архангельск, 1971. С. 71-72.
162. Пигарев Ф.Т., Сенчуков Б.А. Корреляция прироста сосны и ели
в культурах с биометрическими признаками сеянцев и саженцев // Материалы годичной сессии по итогам научно-исследовательских работ за
1978 г. Архангельск, 1979. С. 97-98.
163. Пигарев Ф.Т., Сенчуков Б.А., Беляев В.В. Агротехническая и
технологическая оценка способов обработки осушенных торфяных почв
// Материалы годичной сессии по итогам НИР за 1978 год. Архангельск,
1979а. С. 43-46.
164. Пигарев Ф.Т., Сенчуков Б.А., Беляев В.В. Состояние и рост лесных культур в зависимости от вида, возраста, размера посадочного материала // Искусственное восстановление леса на Севере. Архангельск,
1979б. С. 85-98.
165. Пигарев Ф.Т., Сенчуков Б.А., Варфоломеев Л.А., Беляев В.В. Рекомендации по созданию лесных культур на осушенных болотах Европейского Севера. Архангельск, 1981. 14 с.
166. Пигарев Ф.Т., Сунгуров Р.В., Козловский В.Д. Рост и формирование культур сосны на долгомошных вырубках // Вопросы искусствен-
ного лесовосстановления на Европейском Севере. Архангельск, 1986.
С. 3-12.
167. Побединский А.В. Рубки и возобновление в таежных лесах
СССР. М.: Лесная промышленность, 1973. 200 с.
168. Поздняков Л.К. Некоторые закономерности в изменении строения древостоя // Сообщение института леса АН СССР. 1955. Вып. 5.
С. 74-85.
169. Попов В.Я. Ранняя диагностика быстроты роста ели сибирской
// Лесное хозяйство. 1976. № 12. С. 32-34.
170. Попов В.Я., Жариков В.М. Изменчивость потомства сосны обыкновенной по числу семядолей в разные продуктивные годы // Вопросы лесокультурного дела на Европейском Севере. Архангельск, 1974.
С. 4-14.
171. Попов В.Я., Жариков В.М. Рекомендации по созданию постоянных лесосеменных участков сосны на селекционной основе. Архангельск, 1977. 12 с.
172. Попов В.Я., Жариков В.М., Тучин П.В. Создание постоянных
лесосеменных участков сосны на селекционной основе: методическое
пособие. Архангельск, 1984. 16 с.
173. Попов В.Я., Тучин П.В., Сурсо М.В. О связи семятируемых и
сигнальных признаков у ели в раннем возрасте // Материалы отчетной
сессии по итогам НИР за 1983 год. Архангельск, 1984. С. 14-15.
174. Попов В.Я., Тучин П.В., Сурсо М.В. Оценка потенциальной
продуктивности ели по косвенным признакам в молодом возрасте //
Вопросы искусственного лесовосстановления на Европейском Севере.
Архангельск, 1986. С. 45-54.
175. Правдин Л.Ф. Направление и содержание работ по изучению
природного разнообразия древесных пород и их значение для лесной
селекции // Лесоведение. 1967. № 3. С. 3-16.
176. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная. М.: Наука, 1964. 256 с.
177. Прокопьев М.Н. Культуры С.В. Алексеева в Обозерском лесхозе.
Экспресс-информация. М., 1977. Вып. 12. 30 с.
178. Прокопьев М.Н. Культуры сосны в таежной зоне. М.: Лесная
промышленность, 1981. 136 с.
179. Прокопьев М.Н. Подрост ели и его использование для восстановления леса. М., 1968. 64 с.
180. Прохоров В.П. Влияние уплотнения почвы при рекреационном
использовании леса на величину и динамику гальванотока в лубе сосны
// Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Л., 1978. С. 112-118.
181. Путилин М.Н. Как использовать сосновый подрост для реконструкции и возобновления изреженных и малоценных насаждений //
Научные заметки ВЛТИ. 1960. № 18.
318
319
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
182. Путятин Ю.П., Путятина Э.И., Терехов Г.Г. Анализ опыта создания лесных культур в горной части таежной зоны Урала // Леса Урала и
хозяйство в них. Свердловск: Средне-Уральское кн. изд-во, 1975. Вып. 8.
С. 129-142.
183. Пятецкий Г.Е. Водный режим сплошных концентрированных
вырубок южной Карелии и методы его регулирования // Тр. Ин-та леса
Карельского филиала АН СССР. Петрозаводск, 1961. Вып. 25. С. 43-47.
184. Редько Г.И. Особенности и условия быстрого роста тополей в
культурах // Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Проблемы лесовосстановления. М., 1974. С. 47-50.
185. Редько Г.И., Бабич Н.А. Корабельный лес во славу флота Российского. Архангельск: Сев.-Зап. кн. изд-во, 1993а. 142 с.
186. Редько Г.И., Бабич Н.А. Лесовосстановление на Европейском
Севере. Архангельск, 1993б. 125 с.
187. Редько Г.И., Бабич Н.А. Лесокультурное районирование Европейского Севера // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Л.,
1983. С. 73-84.
188. Редько Г.И., Бабич Н.А. Рукотворные леса Европейского Севера.
Архангельск: Сев.-Зап. кн. изд-во, 1991. 95 с.
189. Редько Г.И., Гузюк Н.Е., Травникова Г.И. Показатели качества
лесных культур. Л., 1989. 57 с.
190. Редько Г.И., Мерзленко М.Д. Лесные культуры в центральной
части зоны смешанных лесов: учебное пособие. Л., 1989. 89 с.
191. Редько Г.И., Родин А.Р., Трещевский И.В. Лесные культуры:
учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985.
400 с.
192. Роде А.А. Методы изучения водного режима почв. М.: АН СССР,
1960. 110 с.
193. Родин А.Р. Культуры ели на вырубках. М., 1977. 169 с.
194. Родин А.Р. Принципы разработки технических условий на культуры хвойных пород // Научные труды МЛТИ. 1978. Вып. III. С. 124130.
195. Родин А.Р. Пути повышения эффективности создания искусственных древостоев на вырубках зоны смешанных лесов // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Проблемы лесовосстановления». М.,
1974. С. 5-9.
196. Родин А.Р. Разработка технических условий и ГОСТов на культуры хвойных пород // Сборник научных трудов МЛТИ. 1981. Вып. 120.
С. 53-56.
197. Родин А.Р., Грибков В.В., Кузин П.Н. Оптимальное соотношение
надземной биомассы и корневых систем посадочного материала хвойных пород // Защитное лесоразведение и лесные культуры. Воронеж:
Воронежский ун-т, 1975. Вып. 3. С. 79-84.
198. Родин А.Р., Мерзленко М.Д. Рост культур сосны и ели на суглинистых почвах // Лесное хозяйство. 1978. № 12. С. 31-33.
199. Романов В.В. Гидрофизика болот. Л.: Гидрометеоиздат, 1961.
200. Романова Е.Н. Микроклиматическая изменчивость основных
элементов климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 270 с.
201. Романова Е.Н., Мосолова Г.И., Береснева И.А. Микроклиматология и ее значение для сельского хозяйства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
244 с.
202. Роне В.М. Генетический анализ лесных популяций. М.: Наука,
1980. 159 с.
203. Руководство по проведению лесовосстановительных работ в государственном лесном фонде таежной европейской части РСФСР. М.,
1977.
204. Рысин Л.П. Влияние лесной растительности на естественное
возобновление древесных пород под пологом леса // Естественное возобновление древесных пород и количественный анализ его роста. М.:
Наука, 1970. С. 7-53.
205. Сапожникова С.А. Микроклимат и местный климат. Л.: Гидрометеоиздат, 1950. 242 с.
206. Семенов Б.А. Естественное возобновление бруснично-лишайниковых сосняков притундровой подзоны Европейской части СССР. Архангельск, 1971. С. 67-90.
207. Сеннов С.Н. Сезонный рост сосны обыкновенной в Ленинградской области // Лесоведение. 1968. № 5. С. 60-72.
208. Сеннов С.Н., Соколовский Б.Г. Рубки ухода в культурах ели
// Выращивание и формирование высокопродуктивных насаждений в
южной подзоне тайги: сб. науч. тр. ЛТА. Л., 1984. С. 111-117.
209. Сенчуков Б.А., Бабич Н.А. Сезонный рост культур сосны и ели
на долгомошных вырубках // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Л.: ЛТА, 1978. С. 105-109.
210. Синников А.С. К истории лесных культур Архангельской
области // Сборник статей по лесному хозяйству. Архангельск, 1967.
С. 57-68.
211. Синников А.С., Мочалов Б.А., Драчков В.Н. Выращивание сеянцев хвойных пород в полиэтиленовых теплицах. М.: Агропромиздат,
1986.
212. Синькевич М.П., Стадницкий Г.Ф. Фенология на службе лесного
хозяйства // Лесное хозяйство. 1960. № 3. С. 10-12.
213. Смекалова Л.К. Интенсивность заморозков в условиях различного местоположения на территории Ленинградской области // Вестник
ЛГУ. 1957. № 6, вып. 1. С. 50-62.
214. Смирнов В.В. Сезонный рост главных древесных пород. М.:
Наука, 1964. 165 с.
320
321
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
215. Смирнов Н.А. Оптимальное соотношение корневой системы и
надземной части у посадочного материала сосны и ели для приживания
в культурах // Выращивание сосны и ели в лесных культурах. Пушкино,
1975а.
216. Смирнов Н.А. Оптимальное соотношение корневых систем и
надземной части у посадочного материала сосны и ели для приживания
в культурах // Научные труды ВНИИЛМ. Пушкино, 1978. С. 17-27.
217. Смирнов Н.А. Особенности роста молодых культур ели на вырубках // Лесное хозяйство. 1975б. № 11. С. 50-53.
218. Соловьев В.А. Популяция и биогеоценоз: учебное пособие. Л.:
ЛТА, 1985. 91 с.
219. Состояние и пути улучшения искусственного лесовосстановления
на Европейском Севере / В.Я. Попов [и др.] // Социально-экономические
проблемы Европейского Севера: межвузовский сборник научных работ.
Архангельск, 1991. С. 145-160.
220. Стальская П.В., Усова Д.А. Прирост подроста ели по высоте
в связи с условиями местопроизрастания // Труды АЛТИ. 1969. Т. 21.
С. 41-65.
221. Станковский А.Ф., Якобсон К.Э. Структура фундамента и осадочного чехла Юго-Восточного Беломорья // Блоковая тектоника и перспектива рудоносности Северо-Запада Русской платформы. Л., 1986.
С. 75-81.
222. Стенина Т.Л. Биологическая активность некоторых почв Коми
АССР // Материалы по почвам Коми АССР. Сыктывкар, 1974. С. 35-42.
223. Суворов В.И. Новые технологии создания и выращивания культур ели на вырубках // Новые технологии в лесокультурном производстве: сб. науч. трудов. М.: ВНИИЛМ, 1988.
224. Суворов В.И. Эколого-физиологическое обоснование способов
обработки почвы под лесные культуры хвойных пород на вырубках лесной зоны // Матерериалы научной конференции по вопросам лесного
хозяйства. М., 1970. С. 31-33.
225. Судаков Н.И. Посев и посадка леса на нераскорчеванных вырубках. Сыктывкар, 1967. 85 с.
226. Сукачев В.Н. Избранные труды. Л., 1972. Т. I: Основы лесной
типологии и биогеоценологии. 393 с.
227. Сунгуров В.В. Лесоводственная эффективность основных лесокультурных приемов создания культур сосны на Европейском Севере
на примере Архангельской области: автореф. дис. … канд. с.-х. наук.
Л., 1988.
228. Ткаченко М.Е. Лесовозобновление на площади концетрированных рубок. Лесное хозяйство. 1939. № 2. С. 33-38.
229. Ткаченко М.Е. Первобытные и выборочные леса России. Лесоводство. 1929. № 10-11. С. 14-17.
230. Третьяков Н.В. Закон единства в строении насаждений. М.; Л.,
1927.
231. Усков С.П. К вопросу плодоношения еловых древостоев // Труды
института леса. М., 1962. Т. 53.
232. Федорчук В.Н., Нешатаев В.Ю., Кузнецова М.Л. Лесные экосистемы северо-западных районов России: Типология, динамика, хозяйственные особенности. СПб., 2005. 382 с.
233. Чертов О.Г. Экология лесных земель. Л.: Наука, 1981. 192 с.
234. Чертовской В.Г. Еловые леса европейской части СССР. М.: Лесная промышленность. 1978. 178 с.
235. Чертовской В.Г., Миронова З.А. Температурный режим почвы
в некоторых типах леса средней подзоны тайги // Некоторые вопросы
типологии леса и вырубок. Архангельск, 1972. С. 56-69.
236. Чибисов Г.А. Целевое воспроизводство лесов // Лесной журнал.
1993. № 2-3. С. 3-9.
237. Чибисов Г.А., Вялых Н.И. Смена породного состава лесов на
севере и рубки ухода по мере повышения их продуктивности // Состояние возобновления и пути формирования молодняков на концентрированных вырубках северо-запада европейской части СССР. Архангельск,
1971. С. 213-216.
238. Чмыр А.Ф. Биологические основы восстановления еловых лесов
южной тайги. Л., 1977. 160 с.
239. Чмыр А.Ф. Принципы и методы восстановления еловых лесов.
Комплексное использование природных ресурсов. Калинин: Наука,
1980. С. 109-110.
240. Чупров Н.П. Закономерности строения, роста чистых и смешанных березняков Европейского Севера и повышение их продуктивности:
автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Л., 1989.
241. Чупров Н.П. Основы организации хозяйства в березняках Архангельской области. Рубки и восстановление леса на Севере. Вологда,
1968.
242. Шамин А.А., Варфоломеев Л.А. Микробиологическая характеристика северо-таежных болотно-подзолистых почв // Почвоведение.
1979. № 3. С. 89-94.
243. Шварцман Ю.Г., Широбоков В.Н. Тепловое поле и геоэкологические проблемы нефтегазоносных районов вочточной части Баренцрегиона. Поетрозаводск, 1995. 115 с.
244. Шиманюк А.П. Естественное возобновление на концентрированных вырубках. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 356 с.
245. Шишков И.И. К вопросу о формах ели // Труды ЛТА. 1956.
№ 73. С. 133-144.
246. Шмидт В.М. Флора Архангельской области. СПб.: Изд-во
СПбГУ, 2005. 346 с.
322
323
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
247. Шульгин А.М. Климат почвы и его регулирование. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 343 с.
248. Шумаков В.С., Кураев В.Н. Современные способы подготовки
почвы под лесные культуры. М.: Лесная промышленность, 1973. 160 с.
249. Шутов И.В., Маслаков Е.Л., Маркова И.А. Лесные плантации
(ускоренное выращивание ели и сосны). М.: Лесная промышленность,
1984. 244 с.
250. Шутов И.В., Маслаков Е.Л., Маркова И.А. Основные направления лесовосстановления в таежной зоне европейской части страны //
Лесное хозяйство. 1991. № 7.
251. Юдахин Ф.Н., Щукин Ю.К., Макаров В.И. Глубинное строение и современные геодинамические процессы в литосфере ВосточноЕвропейской платформы. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 300 с.
252. Ballard R., Will G.M. Past and progected use of fertisers in New
Zeland forest // NZI forest Sci. 1978. № 8.1. Р. 15-26.
253. Cremer K.W., Leuning R. Effect of moisture on soil temperature
during radiation frost // Australian Forest Research. 1985. № 1. Р. 33-42.
254. Ellenberg H. Ubar Zusammensetzung, Standort und Stoffprodaktion.
Hannover, 1939.
255. Hatchell G., Dorman K., Langdon O. Perfomans of loblolly and slash
pine nursery selections // Forest Sei. 1972. Vo1. 18, № 4. Р. 308-313.
256. Henmann D.W. Natural regeneration of Siots Pine Woocls in the
highlands // Scott Forestry. 1961. Vol. 15, № 4.
257. Kozlowski T.T., Torrie I.H., Marshall P.E. Pridictadiity of shoot
length from bud size in Pinus risinosa nit // Can. I. Forest Res. 1975. № 4.
Р. 34-38.
258. Lemkе I. Retrospectivna analise wzrostu I przyrostu drzw w 50-letnih drzwostanie sosnowym // Folic forest pol. 1972. № 19. S. 5–23.
259. Rohmeder E. Das problem der Erkenbarkeit uberdurchschitlichen
muohsveranlagung am Phanotip der Mutlerbaum // Forest missenschaft. 1961.
№ 11-12.
260. Srivastela P.B. et al. The response of Pinus caribaea Mor. Var.
hondurensis seedlivgs to nitrogen, phosphorus and potassium fertilizes //
Eleut and Soil. 1979. № 51(2). Р. 215-232.
261. Sylven N. Ubec den Formenreichtum der Fichte, besonders die
erzweigungstypen derselben und ihren forstlichen West // Nitt aus d. Forest
Verucheanstalt Scchwedenz. C. 1909.
Научное издание
Беляев Владимир Васильевич
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛЕСОВ
ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ
Эколого-лесоводственные аспекты
Монография
Заместители директора издательства
И.М. Кудрявина, К.Л. Попов
Редактор И.М. Кудрявина
Оригинал-макет И.А. Лесюк
Подписано в печать 24.05.2011. Формат 60×841⁄16.
Бумага писчая. Усл. печ. л. 18,6. Уч.-изд. л. 16,2.
Тираж 100 экз. Заказ № 72
Издательство имени В.Н. Булатова
Поморского университета
163002, Архангельск, просп. Ломоносова, 6
E-mail: publish@pomorsu.ru
324
325
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа