Содействие естественному возобновлению сосны в лесостепных борах Тюменской области

Актуальность проблемы.

В современных условиях изменения в растительных сообществах, разрушенных по причине какого-либо антропогенного воздействия, касаются предпосылок естественного возобновления. Основным камнем преткновения здесь является взаимообусловленность развития напочвенного покрова и процесса возобновления хвойных лесов, а отсюда и смена хвойных пород на лиственные.

Способы лесовосстановления отличаются большим разнообразием и ориентированы на различия в природных и экономических условиях. В производственных условиях предпочтение отдается созданию лесных культур. Но создание культур не обеспечивает достаточно полного сохранения генофонда сосны, что достигается при естественном лесовосстановлении. Это является одним из чрезвычайно важных и неоспоримых преимуществ естественного лесовосстановления.

Несмотря на то, что уровень создания лесных культур в лесостепи Западной Сибири превышает расчетную величину, определяемую лесоустройством доля вырубаемых площадей, оставляемых без каких-либо лесовосстановительных мероприятий достигает 72%.

В современных экономических условиях необходимо ориентировать производство на такие способы лесовосстановления, которые обеспечивают высокую эффективность при минимальных затратах труда, особенно, на вырубках, где естественное восстановление затруднено.

Поэтому разработка методов естественного лесовосстановления представляет актуальную научную и лесохозяйственную проблему. Цель и задачи исследований. Основная цель работы состояла в разработке эффективных мер содействия естественному возобновлению сосны обыкновенной на основе подбора соответствующего способа рубок, обработки почвы и ухода за самосевом сосны для создания благоприятных условий прорастания семян, укоренения всходов и роста самосева сосны в северной лесостепи Тюменской области.

В соответствии с поставленной целью программа исследований направлена на решение следующих задач:

— определить экотопические и фитоценотические факторы, лимитирующие естественное возобновление сосны после рубок;

— определить эффективность изреживания сосняков рубками обновления для появления самосева сосны без радикального устранения лесной подстилки- -выявить способы обработки почвы благоприятные для прорастания семян, укоренения всходов и роста самосева сосны в разреженных древостоях и на чересполосных вырубках;

— изучить особенности естественного возобновления сосны в разреженных сосновых древостоях и на чересполосных вырубках;

— установить возраст самосева сосны, при котором замедляется его рост под пологом изреженных древостоев;

— уточнить типы леса, в которых содействие естественному возобновлению сосны эффективно без применения гербицидов.

Конечная задача работы состояла в разработке на основе оптимального сочетания способов рубки и мероприятий по содействию естественному лесовозобновлению, эффективных технологических схем воспроизводства сосновых насаждений в типах леса, в которых естественное возобновление сосны чрезвычайно затруднено.

Защищаемые положения (предмет защиты):

В работе исследованы и обоснованы следующие положения, представленные к защите:

— закономерности естественного возобновления сосны обыкновенной в разреженных сосновых древостоях и на чересполосных вырубках;

— оптимальные способы обработки почвы при содействии естественному возобновлению сосны в разреженных сосновых древостоях и на чересполосных вырубках;

— комплексный химический метод ухода за самосевом сосны обыкновенной на ранних этапах его развития, обеспечивающий одновременное подавление конкурентного травяного покрова, поросли березы и осины;

— технологические схемы естественного воспроизводства сосновых насаждений в зеленомошно-ягодниковом, разнотравном и черничном типах леса.

Научная новизна. Впервые в условиях северной лесостепи Тюменской области экспериментально изучены закономерности появления и накопления самосева сосны на чересполосных вырубках и под пологом разреженных сосновых древостоев в зависимости от параметров чересполосных вырубок, способа и глубины обработки почвы, а также степени изреживания материнского древостоя и степени развития травяного покрова.

Экспериментально обоснованы параметры чересполосных и равномерно-постепенных рубок, способы обработки почвы, периодичность повторных приемов изреживания, сроки полного удаления материнского древостоя.

Определены оптимальные дозы и сроки применения велпара для комплексного ухода за самосевом сосны 2−5-летнего возраста с целью освобождения его от угнетения травяным покровом и порослью лиственных пород.

Обоснованы оригинальные технологические схемы естественного возобновления сосны в типах леса, в которых традиционно создаются лесные культуры: сосняки зеленомошно-ягодниковый, разнотравный и черничный.

Обоснованность и достоверность. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов базируется на обширном экспериментальном материале и наблюдений в сосняках северной лесостепи Тюменской области, собранных с использованием научно-обоснованных методик. Результаты экспериментов обработаны общепринятыми методами математической статистики с определением точности и достоверности полученных данных на уровне вероятности не менее 95%.

Практическая значимость. Материалы исследований могут служить основой для проектирования и выполнения рубок и мер содействия естественному лесовозобновлению в сосновых лесах северной лесостепи Тюменской области.

Разработанные технологические схемы обеспечивают естественное воспроизводство сосновых насаждений в типах леса, в которых после рубки в силу тенденции смены пород традиционно создаются лесные культуры.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на областном производственном совещании работников лесного хозяйства и лесной промышленности (Тюмень, 2006), 2-й научно-практической конференции, посвященной памяти А. А. Дунина-Горкавича (Ханты-Мансийск, 2006).

Личный вклад автора. Участие в постановке целей и задач, разработка и составление программы и методик, организация и проведение полевых работ на опытных и опытно-производственных объектах. Автором лично выполнена обработка, анализ и обобщение результатов исследований.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 9 глав, общих выводов и предложений производству, 9 приложений, а также списка литературы из 222 наименований, в том числе 9 иностранных. Работа изложена на 162 страницах, содержит 43 таблицы и 32 рисунка.

Выводы:

1. Скашивание малоэффективно.

2. Прикатывание на пластах плужных борозд в июне до колошения высокостебельных злаков оказалось малоэффективным. Травяной покров быстро восстанавливался.

3. В течение вегетационного периода, чтобы защитить самосев сосны необходимо выполнить два прикатывания травяного покрова:

— от затенения — в первой половине июня;

— для защиты самосева сосны от завала зимой ветошью трав — после 1015 июля.

4. Эффективность прикатывания трав на пластах выше, если обеспечен надлом стеблей трав.

5. Для надежной защиты самосева сосны от угнетения травяным покровом и лиственными породами эффективен велпар (гексазикон) в дозе 5 кг/га. Разовая обработка обеспечивает снижение общего проективного покрытия травяного покрова под пологом леса с 30−40% до 1−2%, на вырубках — с 50−70% до 3−20% и сдерживает его восстановление на 2−3 года.

6. Химический метод ухода за самосевом сосны требует высокой точности соблюдения рекомендуемых доз гербицидов.

9 Л.

Заключение

.

1.Площадь сосновой формации в лесостепи Тюменской области за период с 1998 по 2002 г. г. сократилась на 0,8%, а площадь мелколиственных формаций расширилась на 2,7%. Сосна сохраняет свои позиции лишь в низкопродуктивных группах типов леса: лишайниковой, травяно-болотной и сфагновой.

2. Смена сосны березой сопровождается повышением производительности древостоя. Однако стоимость годичного прироста в сосняках выше, чем в производных березняках.

3.При существующем уровне корневых цен для лесовладельца выгодным может быть только проведение содействия естественному возобновлению сосны.

4.По нашим расчетам с учетом обеспеченности, поступающих в рубку сосновых насаждений, подростом сосны предварительной генерации, распределение способов лесовосстановления должно быть следующим: в условиях лесостепи искусственным путем следует восстанавливать сосняки на площади 18,2% от площади вырубок, сохранять подрост на 68,2%, и с принятием мер, обеспечивающих последующее возобновление — 13,6%- в предлесостепи — создание культур на 68,9%, и сохранение подроста, а также содействие последующему возобновлению — 31,1% площадей.

5. В условиях засушливой лесостепи Тюменской области разреживание древостоев сосны само по себе не гарантирует появления достаточного количества самосева сосны для надежного естественного возобновления главной породы. За 7−9 лет после рубки достаточное количество самосева сосны в пасеках появилось только в сосняке-брусничнике со слабо развитым живым напочвенным покровом и толщиной лесной подстилки менее 3−4 см.

В сосняках разнотравных и черничных процесс накопления самосева сосны последующей (поелерубочной) генерации, идет неудовлетворительно.

Самосев сосны в количественном соотношении значительно уступает березе, которая к тому же характеризуется более быстрым ростом в высоту и через.

4−5 лет значительно угнетает самосев сосны.

6. На вырубках в сосняках зеленомошно-ягодниковых (злаково-мелкотравных), разнотравных и черничных в качестве обязательной меры, обеспечивающей успешность естественного возобновления сосны, необходимо обнажение поверхности минерального слоя почвы путем срезания части его вместе с подстилкой, лишайниковым, моховым покровом, а также обязательное удаление органов вегетативного возобновления трав.

Естественная возобновляемость сосны под пологом леса на минерализованной (обнажённой) почве увеличивается в 50−200 раз.

7. Наиболее экологичным субстратом для поселения семян и появления всходов сосны является обнажённый гумусовый горизонт. На полосах с частичным удалением гумусового горизонта и обработкой почвы на глубину.

5−8 см плотность поселения самосева сосны в сосняках зеленомошно-ягодниковых в 1,9−5,5 раз выше, чем в плужных бороздах.

8. Увеличение количества самосева в плужных бороздах может быть достигнуто улучшением условий заделки семян посредством рыхления поверхности почвы как минимум в 1,8−1,9 раза.

9. Самосев сосны в мелких бороздах, выполненных плугом ПКЛ-70, а также на полосах, минерализованных грунтометом ГС-1, в возрасте до 4-х лет по росту в высоту практически не уступает самосеву на субстрате с сохраненным гумусовым горизонтом и значительно опережает в росте самосев, появившийся в плужных бороздах глубиной 15−25 см.

Прирост в высоту у самосева сосны, произрастающего на минерализованном субстрате, замедлятся в возрасте 4-х лет.

На минерализованной поверхности почвы под пологом разреженных сосняков самосев сосны в возрасте 7−10 лет не превышает высоты 70 см.

10. В бороздах глубиной более 20 см в сосняках черничном, зеленомошно-ягодниковом и злаково-мелкотравном наблюдается вымокание, морозное выжимание и массовое повреждение самосева сосны Шютте.

Самосев, появляющийся на плужных пластах, не удается сохранить без применения высокоселективных гербицидов.

11. В отличие от темнохвойных пород самосев сосны плохо переносит затенение и корневую конкуренцию древостоя, поэтому выборочные и постепенные методы рубок обновления сосняков следует рассматривать менее перспективными. Применять их следует при отсутствии селективных к сосне гербицидов, а также при угрозе массового заселения сплошных вырубок майским хрущом.

12. При полнотах 0,4−0,6 накопление самосева сосны происходит в первые 2−3 года после рубки и резко прекращается при разрастании травяного покрова. При полноте 0,8 процесс накопления самосева распределён более равномерно на фоне медленного нарастания проективного покрытия почвы травами.

13. После заключительного приема рубки из-за буйного разрастания вейников и лиственных пород освобожденный самосев сосны требует ухода, как минимум, в течение 2-х лет даже при высоте 40−50 см. При таком же количестве уходов самосев сосны при чересполосно-постепенных рубках выйдет из-под полога трав на 3−4 года раньше.

Одним из параметров назначения следующего приема равномерно-постепенной рубки должна быть высота самосева сосны не менее 60 см, то есть не ранее чем через 8−10 лет после предыдущего приема.

При равномерно-постепенном способе рубки в сосняках разнотравных и черничных спелые насаждения вырубаются в три приема.

14. При наличии селективных гербицидов для обновления сосняков наиболее эффективны чересполосно-постепенные рубки, удобные для механизированной обработки почвы обеспечивающие удовлетворительное обсеменение, полное освещение и интенсивный рост самосева, как в сосняках зеленомошно-ягодниковых, так и в разнотравных и черничных.

По уровню обсеменения даже от одной стены леса (65%) и количеству самосева сосны (53%), по сравнению с таковыми показателями под пологом оптимально изреженного древостоя вполне приемлема ширина лесосек равная высоте древостоя.

15. В лесостепи Тюменской области в сосняках черничных на чересполосных вырубках шириной от 8 до 25 м фитомасса трав после рубки по сравнению с таковой под пологом леса увеличивается в первый вегетационный период в 2−3 раза, во второй — в 4−6 раз, на третий год она достигает максимального значения.

Имеется тенденция более интенсивного накопления фитомассы трав и поселения самосева сосны возле стен леса южной экспозиции, но в лесоводственном отношении это не имеет существенного значения.

16. Сокращение ширины вырубаемых полос до 8−12 м не сдерживает разрастание трав и не создает более благоприятных условий для поселения и выживания самосева сосны последующих генераций. В условиях лесостепи Тюменской области в сосняках черничных чересполосные вырубки с шириной вырубаемых полос равной высоте древостоя вполне приемлемы при условии применения селективных гербицидов.

17. Фитомасса, а, следовательно, и конкурентоспособность трав на чересполосных вырубках в сосняках черничном и разнотравном более чем на три порядка превышает эти показатели у самосева сосны последующих генераций. В этих условиях без радикального подавления травяного покрова планировать естественное возобновление сосны нереально: необходима обработка почвы, подавляющая вегетативное возобновление трав и своевременное проведение агротехнических уходов за появляющимся самосевом сосны.

18. Агротехнический уход за самосевом сосны, появляющимся в бороздах, можно выполнять способом прикатывания трав на примыкающих пластах, исключающим завал самосева сосны мёртвым опадом трав в зимний период.

Однократное прикатывание трав на плужных пластах в июне до колошения высокостебельных злаков в сосняках зеленомошно-ягодниковых малоэффективно: травяной покров быстро восстанавливается. Необходимо выполнять второе прикатывание — после 10−15 июля.

Эффективность прикатывания будет выше, если обеспечить надлом стеблей трав.

19. Для удаления органов вегетативного возобновления трав на чересполосных вырубках с преобладанием вейника тростниковидного, полевиц, мятликов глубина обработки почвы бороздами и минерализованными полосами должна составлять 8−10 см, на участках, зарастающих вейником наземным и иван-чаем, для обеспечения удаления корневищ и корней размножения глубину борозд следует увеличить до 10−15 см.

20. Для надежной защиты самосева сосны от угнетения травяным покровом и лиственными породами эффективен велпар (гексазикон) в дозе 5 кг/га. Разовая обработка обеспечивает снижение общего проективного покрытия травяного покрова под пологом леса с 30−40% до 1−2%, на вырубках — с 50−70% до 3−20% и сдерживает его восстановление на 2−3 года.

9.2.Рекомендации по содействию естественному возобновлению сосны в северной лесостепи Тюменской области.

1.При разработке данных Рекомендаций взято во внимание, существующее в настоящее время техническое оснащение лесхозов, которое рассчитано на применение простейших способов содействия естественному возобновлению сосны.

2.0бъектами для содействия естественному возобновлению сосны являются спелые и перестойные сосновые насаждения зеленомошноягодниковых, разнотравных и черничных типов леса с отсутствием под пологом насаждений предварительного возобновления сосны.

Поскольку рубка древостоя в данных типах леса сопровождается интенсивным возобновлением лиственных пород и быстрым зарастанием вырубок высокостебельными злаками, для содействия естественному возобновлению сосны требуется комплекс мероприятий, начиная с подбора оптимального способа рубки и заканчивая выполнением уходов за появляющимся самосевом сосны (табл. 43).