Лесоводственная эффективность прореживаний высокопродуктивных сосновых культур в южной тайге Томской области

В условиях постоянно увеличивающегося спроса на древесину объем рубок ухода непрерывно растет. Успешное управление процессом выращивания и формирования насаждений возможно лишь при наличии определенного объема знаний о качественных и количественных параметрах этого процесса.

Биологический смысл рубок ухода заключается в уборке из древостоя потенциального отпада и оставлении «деревьев будущего», имеющих лучший рост и перспективы его увеличения. В статье рассматриваются рубки ухода в чистых насаждениях. Для смешанных древостоев, помимо основного принципа опережающей выборки потенциального отпада, не менее важен принцип предотвращения смены пород, и основное внимание уделяется формированию состава насаждения.

Литература по данному вопросу обширна и противоречива [1–3]. Многие ученые считают, что в результате рубок ухода продуктивность древостоев повышается [4–6]. Однако длительные наблюдения на постоянных пробных площадях [7], охватывающие период до возраста спелости, опровергли это положение. Оказалось, что итоговый запас даже снижается, причем особенно сильно при раннем начале рубок ухода, а также в результате сильных и поздних разреживаний. В то же время при соблюдении режима рубок ухода общая продуктивность восстанавливалась до уровня контрольных объектов. Это привело к тому, что согласно действующему законодательству за один класс до возраста рубки запрещено проводить проходные рубки. Однако на примере того же лесорастительного района доказана возможность повышения продуктивности насаждений после рубок ухода с применением удобрений (так называемый комплексный уход), причем улучшаются физико-механические показатели древесины [8].

В то же время можно согласиться с тем, что в молодом возрасте насаждение быстро восстанавливает запас [9]. Кроме того, происходит повышение качественных параметров древостоя и размеров отдельных деревьев [10], т. е. сокращается период лесовыращивания, особенно это касается высокопродуктивных насаждений [11].

Таким образом, мы считаем, что основные противоречивые моменты изучаемой проблемы обусловлены структурой насаждений (простые и сложные, чистые и смешанные, одновозрастные и разновозрастные, естественные и искусственные), а также методами рубок ухода (классические и комплексный, верховой и низовой, равномерный и выборочный). Например, при применении низового метода общая продуктивность увеличивается, а при верховом – этого не происходит.

Цель работы – изучение влияния прореживаний, выполненных по классическому комбинированному методу равномерно по площади в высокопродуктивных чистых простых одновозрастных сосновых культурах, на динамику их таксационных показателей, а также выявление основных закономерностей этого процесса.

Объект и методика исследования

Объектами исследования были выбраны чистые искусственные средневозрастные сосновые культуры (табл. 1) типичного для пригородных насаждений разнотравного типа леса и типа условий местопроизрастания свежая суборь В2, в которых в 2006–2008 гг. проводили опытные рубки ухода (прореживания).

Методика исследований заключалась в закладке пробных площадей (ПП) с взятием модельных и учетных деревьев в количестве 19 шт. на каждую ПП, а также кернов для изучения динамики радиального прироста (120 шт. на 4 постоянных ПП, включая контрольную). Всего было заложено и протаксировано 7 ПП, в том числе 5 постоянных. При проведении перечислительной таксации обмерено более 4 тыс. деревьев (измерены диаметр и высота дерева, протяженность и проекция кроны). Перечет проведен в абсолют-

Таблица 1. Распределение площади сосновых культур по классам возраста в пригородных лесах Томска

Показатель Класс возраста I II III IV Площадь, га 5,0 85,6 464,8 3,3 Доля, % 0,8 15,3 83,3 0,6 ных значениях с точностью до 1 мм, что позволило выявить распределение стволов внутри общепринятых в лесном хозяйстве ступеней толщины (2- и 4-сантиметровых). Результаты измерений таксационных диаметров были статистически обработаны по общепринятым в лесоведении параметрическим методам [12]. Так как достоверных различий между средними значениями разных выделов представленных ПП не было выявлено (td

Площадь, отведенная под прореживания в выд. 15 кв. 47 пригородных лесов Томска, составляла 15 га. Клеймение деревьев проводилось по комбинированному методу с общим объемом выборки 25 %. Уход осуществлялся линейно-селекционным способом, суть которого сводилась к уборке каждого 6-го ряда с выборкой в пасеке сухостойных, усыхающих, искривленных и двухвершинных деревьев. Также проводились мероприятия по очистке захламленности, в целях снижения пожарной опасности и улучшения эстетических и рекреационных свойств насаждения.

При прореживаниях все срубленные деревья раскряжевывали на сортименты согласно действующему ГОСТ 9463–88 [13] с учетом ГОСТ 2140–81[14]. При этом промышленная раскряжевка производилась на 6-метровые сортименты и, за небольшим исключением (из-за сильного порока или недостаточной длины хлыста), – на 4метровые сортименты. Сортиментный состав определялся в соответствии с востребованностью тех или иных сортиментов и включал в основном пиловочник, а также рудничное долготье и шпальный кряж. Всего заготовлено и обмерено 1063 ствола дерева.

В лесной таксации объем, определенный по модельным и учетным деревьям, взятым в доста- точном количестве, принято считать истинным [15]. Проанализировав полученные данные, можно сделать вывод, что точность определения запаса и товарности по модельным и учетным деревьям различается незначительно и находится в пределах 1–2 %. Поэтому при сравнении используются данные по учетным деревьям, которые лишены субъективности в отборе.

Результаты исследования и обсуждение

Характеристика изучаемых культур сосны (табл. 2) показывает, что глазомерно-измерительная таксация насаждения, выполненная специалистами лесоустроительной организации, соответствует действительности. Исключение составляют 2 показателя, находящиеся в прямо пропорциональной зависимости, – полнота и запас насаждений, которые существенно занижены: на 44 % и 81 % соответственно. Это объясняется тем, что таксаторам запрещено завышать эти показатели, поэтому в практике наблюдаемое явление типично. Кроме того, столь большое расхождение обусловлено тем обстоятельством, что запас наиболее продуктивных естественных насаждений Томской обл. составляет 300–400 м3/га, поэтому таксатор указывает запас, не превышающий этот показатель. Совокупность этих обстоятельств и обусловила такое расхождение. Последствия этой закономерности действующего лесоустройства в отношении самых высокопродуктивных насаждений, не только сосны, но и, допустим, кедра, приводят к невозможности проведения рубок ухода и снижению качественных характеристик земель лесного фонда.

Таблица 2. Характеристика сосновых культур до и после прореживаний

Источник сведений	Состав	Возраст, лет	Высота, м	Диаметр, см	Класс бонитета	Тип леса	Полнота	Запас, м3/га	Класс товарности
Данные лесоинвентаризации (2003 г.)	10С	47	22	18	Iа	Сртр	0,9	310	I
Данные ППП (до прореживаний, 2008 г.)	10С	53	24	24	Iа	Сртр	1,3	561	I
Данные ППП (после прореживаний, 2009 г.)	10С	54	24	24	Iа	Сртр	1,0	449	I

В широкой лесохозяйственной практике наиболее емким и простым показателем для выявления качества рубок ухода является средний диаметр. Поскольку на сегодняшний день основные законодательно закрепленные методы коммерческих рубок ухода в чистых насаждениях – низовой и комбинированный, то при правильном выполнении этот показатель должен повыситься. Если этого не происходит, то это означает, что рубка ухода фактически таковой не являлась и лесоводственно выполнена некорректно. После прореживаний класс ступени толщины не изменился и остался равным 24. Однако более детальный анализ внутри ступеней толщины показал (табл. 3), что таксационный диаметр древостоя после ухода увеличился на 0,6 см по сравнению с первоначальным значением. Это объясняется характером отбора деревьев в рубку при комбинированном методе рубок ухода – деревья V, IV и часть деревьев III классов Крафта. Данная закономерность является основополагающей при проведении рубок ухода в средневозрастных насаждениях. По нашему мнению, при приемке насаждений, пройденных прореживаниями и проходными рубками, необходимо проводить оценку изменения среднего диаметра. В случае снижения этого показателя относительно показателя до рубки следует считать выполненную рубку ухода незаконной, поскольку, по сути, она является «рубкой дохода».

Асимметричность распределения осталась на прежнем уровне, но судя по значению критерия ТAs = 12,54, можно утверждать, что данное распределение приближается к нормальному. Закономерно увеличение коэффициента эксцесса, который означает повышение однородности в распределении деревьев по диаметру.

Как показали наши исследования, по объемным таблицам запас завышается [16]. Превышение составляет 2,5 % в отношении объема продукции рубок ухода. Причину этих ошибок мы видим в том, что коэффициент формы q2 представленных культур равен 0,68, а насаждений, показатели которых послужили материалом для данных таблиц (к сожалению, авторы не приводят подробную методику составления таблиц), значительно больше – 0,70–0,72, что следует из ретроспективного анализа литературных данных [17].

При использовании сортиментных таблиц (табл. 4) для определения товарной структуры древесины, полученной в результате рубок ухода в сосновых культурах, выход крупной древесины занижается на 2,1 %, средней – на 6,8 %, а выход мелкой завышается на 5,2 %. Это приводит к снижению общего выхода деловой древесины на

Таблица 3. Распределение деревьев по диаметру в сосновых культурах до и после прореживаний

Показатель	Статистические показатели и критерии распределения деревьев по диаметру
	М±m, см	σ, см	С.V., %	P, %	As	Ex	TAs	TEx
До рубок ухода ухода	23,31±0,11	4,96	21,29	0,49	1,52	-0,35	27,69	1,61
После рубок ухода	23,90±0,20	4,90	20,49	1,03	1,54	-0,44	12,54	1,80

Таблица 4. Товарная структура древесины, полученная при прореживаниях в сосновых культурах (в числителе – объем, м³; в знаменателе – доля, %)

Товарная структура	Способ товаризации
	По данным рубок ухода	По сортиментным таблицам
Крупная	35,97 / 7,87	27,31 / 5,82
Средняя	273,81 / 59,88	249,01 / 53,10
Мелкая	85,08 / 18,61	111,68 / 23,82
Итого деловой	394,86 / 86,36	388,00 / 82,74
Дрова	21,67 / 4,74	24,13 / 5,15
Отходы	40,69 / 8,90	56,77 / 12,11
Всего	457,22 / 100	468,90 / 100

• 3,7 % и увеличению отходов на 3,2 %, т. е. наблюдается перевод деловой древесины в отходы.

Таким образом, использование действующих объемных и сортиментных таблиц для таксации древесины, изъятой при рубках ухода, приводит к ощутимым ошибкам в определении товарной структуры. Выявлен перевод 3–3,5 % деловой древесины в отходы. Поэтому необходимо корректировать существующие нормативы в отношении древесины, заготовленной в ходе прореживаний в культурах. Мы рекомендуем разработать таблицы, учитывающие как происхождение древостоев (искусственное, а таблицы созданы на материалах естественных древостоев), так и то обстоятельство, что выбирается лишь часть древостоя (наиболее тонкомерная и фаутная, т. е. потенциальный отпад).

Радиальный прирост – наиболее важный показатель, быстро реагирующий даже на минимальные изменения в самом фитоценозе и внешней среде. Это касается и рубок ухода. Преимущественная реакция деревьев в насаждении, пройденном рубкой ухода, имеет положительное значение. Однако динамика радиального прироста по годам различна и зависит, в том числе, от режима рубок ухода (рисунок). По нашим данным, после прореживаний наблюдается смешанная динамика радиального прироста деревьев сосны. Тонкомерные деревья практически не реагируют на увеличение светового и почвенного питания, и даже наблюдается снижение их прироста. У деревьев из средней ступени толщины происходит незначительное и слабовыраженное увеличение радиального прироста. Наибольшее и устойчивое увеличение прироста по диаметру наблюдается у толстомерных деревьев. Длительность реакции зависит от интенсивности ухода – чем выше этот параметр, тем продолжительней реакция, и наоборот. В нашем случае следует признать реакцию достаточно слабой, что обусловлено высокой полнотой после прореживаний – 1,0. Наши выводы полностью совпадают с результатами многолетних исследований по лесоводственной оценке влияний рубок ухода в южно-таежных сосняках разнотравных Красноярского края [18], которые подтверждают возможность радикального влия-

Год

Динамика радиального прироста деревьев сосны до и после рубок ухода:

ППП 1 – прореживания 2006 г.; ППП 2 – прореживания

2007 г.; ППП 3 – прореживания 2008 г.

Вертикальными черточками указаны годы рубки ния рубок ухода на прирост по диаметру и последующее его нивелирование с контролем.

Результаты имеют предварительный характер и будут уточняться в дальнейшем, по мере таксации заложенных постоянных пробных площадей. Планируется рассмотреть влияние прореживаний на динамику радиального прироста и других показателей рядов деревьев, расположенных вблизи волока и на максимальном удалении от него.

Заключение

Таким образом, прореживания были проведены на высоком профессиональном уровне: правильное клеймение и качественное исполнение [19]. Это нашло отражение в состоянии насаждения после ухода: созданы условия для формирования стволов и крон лучших деревьев, улучшены санитарно-гигиенические, рекреационные, эстетические и др. свойства. Увеличился средний диаметр насаждения, что также подтверждает положительный эффект рубки ухода. Динамика радиального прироста древостоя неоднозначна, но в целом позитивная. В разрезе частей древостоя реакция разная. Наиболее отзывчивы на рубки ухода толстомерные деревья, в меньшей степени – деревья средних ступеней толщины, а прирост тонкомерных деревьев имеет отрицательную динамику.