Естественное возобновление после опытных рубок в условиях Европейского Севера

XVII–XVIII веках рубками на кораблестроение были истощены леса на протяжении более 200 км от Архангельска [3].

Рубки в течение нескольких столетий истощили леса Севера уже ко второй половине XIX века. А последствия их, несомненно, сказываются и на современном состоянии этих лесов [4]. В результате этих рубок нанесен большой урон северотаежным лесам, изменилась породная и возрастная структура всего лесного фонда, снизилась продуктивность лесов [5].

Таким образом, проблема лесовозобновления на Европейском Севере приобретает значимость. Лесовозобновительный процесс зависит от комплекса факторов: от биоэкологических свойств древесных пород, лесорастительных условий, структуры вырубаемых древостоев, ширины лесосек, давности рубки, источников обсеменения, технологии лесосечных работ и других факторов [6].

Вопросами естественного лесовозобновления после всех видов рубок, применяемых на Европейском Севере, занимались С.В. Алексеев, А.А. Молчанов [7, 8], И.С. Мелехов [6]. Изучением лесовозобновительных процессов после проведения сплошных узколесосечных рубок занимался В.И. Кашин [9], возобновлением лиственницы под пологом и на вырубках – В.И. Кашин, А.С. Козобро-дов [10], условиями возобновления леса и закономерностям послерубочного лесовозобновления – В.Ф. Цветков [11, 12], состоянием естественного возобновления на площадях опытнопроизводственных рубок – Н.С. Минин, В.М. Барзут [13] и др.

По мере сокращения лесных ресурсов и общего повышения интенсивности лесного хозяйства неизбежно возрастает актуальность в исследовании восстановления лесов Европейского Севера, затронутых хозяйственной деятельностью человека.

Цель исследований: оценка состояния естественного возобновления под пологом нетронутого хозяйственной деятельностью насаждения и после проведения опытных рубок.

Объекты и методы исследований. Исследования проведены в Емцовском учебноопытном лесхозе САФУ. Объектом исследования являются опытная длительно-постепенная рубка, а также участки сплошной узколесосечной рубки 1993 г. и заключительной рубки завершающего этапа длительно-постепенной рубки 2012 г.

Длительно-постепенная рубка была проведена в 94-м квартале в смешанных сосновоеловых выделах, насаждения относятся к зеленомошной группе типов леса. Интенсивность первого приема рубки составляла 40 % по запасу. В пасеках выбирались крупные старые деревья с отпускного диаметра. Рубка была проведена по среднепасечной технологии (длина лесосеки – 1000 м, ширина лесосеки – 200, пасеки – 34, ширина волоков – 4 м).

Узколесосечная рубка была проведена в 94 квартале в 1993 г., она примыкает с левой стороны к рассматриваемой длительно-постепенной рубке (длина лесосеки – 1000 м, ширина лесосеки – 100, пасеки – 34, ширина волоков – 4 м) с оставлением большого количества семенников лиственницы.

Завершающий прием длительно-постепенной рубки проведен в виде узколесосечной рубки в 2012 г., рубка с левой стороны примыкает к длительно-постепенной, а с правой – к узколесосечной рубке (длина лесосеки – 1000 м, ширина лесосеки – 50, пасеки – 23, ширина волоков – 4 м).

Валка деревьев на всех лесосеках производилась вершиной на волок, трелевка – за вершину тракторами с чокерной оснасткой. Рубки проводились в бесснежный период. Очистка мест узколесосечных рубок осуществлялась складированием порубочных остатков на волока.

Количество учетных площадок (4×4 м), заложенных в нетронутом насаждении, – 21 шт., в пасеках длительно-постепенной рубки – 25 шт., на волоках длительно-постепенной рубки – 22 шт., на узколесосечной сплошной вырубке 1993 г. – 25 шт., на узколесосечной сплошной вырубке 2012 г. – 31 шт.

Расположение опытных объектов представлено на рисунке 1.

Рис. 1. Расположение опытных объектов на снимке со спутника Spot 6:

1 – незатронутый рубкой древостой; 2 – лесосека с проведенным 1-м этапом длительно-постепенной рубки; 3 – узколесосечная рубка – завершающий этап длительно-постепенной рубки (рубка 2012 г.); 4 – узколесосечная рубка 1993 г.

На площадках проводили сплошной перечет подроста по жизнеспособности и категориям крупности в соответствии с «Правилами лесовосстановления» [14] и рекомендациями И.С. Мелехова [15]. Жизненное состояние ценопопуляций подроста оценивали по методике В.А. Алексеева [16]. Размещения естественного возобновления по площади оценивали с помощью коэффициента встречаемости [14]. Для изучения пространственного размещения подроста рассчитывали индекс рассеяния по формуле, предложенной Р.А. Фишером и др. [17].

Результаты исследований. По результатам обработки полевых материалов получили следующее среднее количество подроста по жизненному состоянию и категориям крупности на 1 га, которое представлено в таблице 1.

Наименьшее количество подроста оказалось под пологом нетронутого насаждения в количестве 176 шт/га, состав – 10 Е, преобладает средний подрост (67 %). Под пологом сосновоелового насаждения складываются неблагоприятные условия для возобновления других пород, об этом свидетельствует их отсутствие. Стоит также отметить, что небольшое количество подроста ели связано с тем, что крупный подрост ели, ранее произраставший на данной территории, со временем перешел из подроста в древостой.

В пасеках длительно-постепенной рубки увеличивается содержание подроста до 960 шт/га, состав – 5Б4Е1С, преобладает мелкий подрост (65 %). В результате разреживания верхнего полога образуются окна, поступает дополнительный приток солнечного света, который благоприятно способствует возобновлению лиственных пород, в т. ч. березы. Также разреживание полога положительно влияет на рост и развитие подроста ели и появление сосны.

Среднее количество подроста по жизненному состоянию и категориям крупности на 1 га

Таблица 1

Показатель	Жизненное состояние	Порода
		Ель				Сосна				Береза
		Крупный	Средний	Мелкий	Итого	Крупный	Средний	Мелкий	Итого	Крупный	Средний	Мелкий	Итого
Под пологом нетронутого насаждения	Благонадежный	29	118	29	176
	Сомнительный	0	0	0	0
	Неблагонадежный	0	0	0	0
	Сухой	0	0	0	0
	Итого	29	118	29	176
В пасеках длительно-постепенной рубки	Благонадежный	160	0	220	380	0	0	60	60	60	0	320	380
	Сомнительный	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	Неблагонадежный	20	0	0	20	0	0	0	0	40	60	20	120
	Сухой	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	Итого	180	0	220	400	0	0	60	60	100	60	340	500
На волоках длительно-постепенной рубки	Благонадежный	0	0	94	94	0	31	94	125	1875	0	2375	4250
	Сомнительный	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	Неблагонадежный	0	63	125	188	0	0	0	0	406	469	156	1031
	Сухой	0	0	0	0	0	31	0	31	0	0	0	0
	Итого	0	63	219	282	0	63	94	156	2281	469	2531	5281
Узколесосечная рубка 2012 г.	Благонадежный	0	225	275	500	0	0	1075	1075	550	1625	625	2800
	Сомнительный	0	0	0	0	0	0	250	250	0	0	0	0
	Неблагонадежный	0	0	75	75	0	0	0	0	50	100	0	150
	Сухой	0	125	75	200	0	0	0	0	0	0	0	0
	Итого	0	350	425	775	0	0	1325	1325	600	1725	625	2950
Узколесосечная рубка 1993 г.	Благонадежный	480	160	0	640	4060	420	80	4560	5620	680	80	6380
	Сомнительный	0	40	0	40	120	0	0	120	180	0	0	180
	Неблагонадежный	0	60	0	60	160	0	0	160	300	0	0	300
	Сухой	20	0	0	20	120	0	0	120	260	0	0	260
	Итого	500	260	0	760	4460	420	80	4960	6360	680	80	7120

пУ^рн эп^ээнпгогопсь

На волоках длительно-постепенной рубки количество подроста составляет 5719 шт/га, состав – 10Б + Е, С, преобладает мелкий подрост (50 %). В результате прорубки волоков для березы складываются оптимальные условия для ее роста и развития, она первая поселилась на волоках, об этом говорит наличие крупного подроста, и заняла лидирующие позиции.

На узколесосечной сплошной вырубке 2012 г. количество подроста составляет 5050 шт/га, состав – 6Б3С1Е, преобладает мелкий подрост (47 %). Также после рубки складываются благоприятные условия для возобновления березы, об этом свидетельствует преобладание березы в составе и наличие всех категорий крупности подроста. Сосна представлена мелким благонадежным подростом, что говорит о перспективах её роста и развития. Так как самосев (0,26–0,50 см) учитывался отдельно, необходимо отметить наличие здорового самосева сосны в количестве 1825 шт/га. Таким образом, для сосны складываются благоприятные условия для возобновления на узколесосечной рубке. Отсутствие задернителей, таких как луговик извилистый (Deschampsia flexuosa), вейник наземный (Calamagrostis epigeios Roth.), мятлик обыкновенный (Poa trivialis L.) и др., которые препятствуют возобновлению хвойных пород, будет способствовать дальнейшему благоприятному росту и развитию хвойных пород. На рисунке 1 узколесосечная вырубка 2012 г. видна как непокрытая лесная площадь с небольшими пятнами возобновления подроста.

На узколесосечной сплошной вырубке 1993 г. образовался сомкнутый молодняк в количестве 12960 шт/га, состав – 6Б4С+Е, ед. Лц, преобладает крупный подрост (88 %). Количество лиственницы насчитывается порядка 120 шт/га. Необходимо отметить, что на других объектах встречаемость лиственницы не обнаружена, хотя в составе нетронутого насаждения и в насаждении после проведения длительно-постепенной рубки лиственница присутствует. На узколесосечной вырубке 2012 г. также оставлены семенники лиственницы. Таким образом, естественный потенциал возобновления лиственницы на Европейском Севере остается ничтожно мал в силу биологии и экологии этой породы, что подтверждается в ранних работах [10, 13].

Узколесосечная вырубка 1993 г. отображается на космическом снимке (рис. 1) как покрытая лесом площадь, что говорит об успешном возобновлении на протяжении 22- летнего периода после рубки.

Узколесосечные сплошные рубки рассчитаны на последующее возобновление, происходящее на вырубке после ликвидации лесного полога. Возобновление после рубок происходит в основном от стен леса.Так, по данным исследования С.В. Алексеева и А.А. Молчанова [7], в сосняках на расстоянии 25 м от стен леса выпадает 36 % семян от того количества, которое выпадает под пологом насаждений; на расстоянии 50 м – 18 %; на расстоянии 75 м – 9 % и на расстоянии 100 м – около 2–3 %.

Показатель жизненного состояния подроста ели под пологом нетронутого насаждения составляет 100; в пасеках длительно-постепенной рубки – 96,5; на волоках длительно-постепенной рубки – 84,2; на узколесосечной вырубке 2012 г. – 92,9; на узколесосечной вырубке 1993 г. – 93,3 %. Таким образом, можно отметить, что ценопопуляции подроста на опытных участках являются здоровыми.

При оценке размещения естественного возобновления по площади на опытных участках установили, что коэффициент встречаемости подроста под пологом нетронутого насаждения составляет 24 %, в пасеках длительно-постепенной рубки – 52 %, на всех остальных участках коэффициент встречаемости равен 100 %. Таким образом, под пологом насаждения и в пасеках длительно-постепенной рубки характер размещения подроста по площади считается неравномерным, а на других участках возобновление подроста относится к равномерному размещению по площади.

Если при расчете пространственного размещения подроста под пологом нетронутого насаждения индекс рассеивания (I) равен 1, то тип размещения подроста считается рассеянным. В пасеках длительно-постепенной рубки I = 1,66, на волоках длительно-постепенной рубки I = 1,65, на узколесосечной вырубке 2012 г. I = 2,35, на узколесосечной вырубке 1993 г. I = 3,71; так как I> 1, то тип размещения на этих участках относится к групповому.

Выводы. Естественное возобновление хозяйственно-ценными породами под пологом нетронутого насаждения в пасеках и на волоках длительно-постепенной рубки можно охарактеризовать как неудовлетворительное, так как количество хозяйственно-ценных пород меньше нормативного. Так, в соответствии с «Правилами лесовосстановления» [14], количество деревьев главных пород (для сосны) в черничном типе леса должно быть не менее 1 тыс. шт. на 1 га. Возобновление на вырубках после проведения сплошных узколесосечных рубок, проведенных в 1993 и 2012 гг., характеризуется как успешное, так как количество хозяйственно-ценных пород достаточное для формирования сомкнутого насаждения.

На вырубке 1993 г. образовался сомкнутый смешанный молодняк с составом 6Б4С+Е, ед. Лц в количестве 12 960 шт/га. Для устранения конкуренции со стороны березы и сохранения сосны и лиственницы в составе древостоя желательно вести за ними уход с ранних стадий формирования древостоев. Данное молодое насаждение в соответствии с Правилами ухода за лесом [18] требует проведения рубок ухода, в частности прочистки. Проведением рубок ухода можно добиться формирования высокопродуктивных насаждений из перспективных древесных пород.

В условиях Европейского Севера после сплошных узколесосечных рубок можно рассчитывать на успешное естественное возобновления вырубок хозяйственно-ценными породами.

Длительно-постепенные рубки в целом повышают производительность смешанных насаждений, однако для формирования древостоев с преобладанием хвойных пород необходимо на завершающем этапе проведение узколесосечных рубок для обеспечения успешного естественного лесовозобновления.