Лесоводственные меры ухода в лесных полосах из тополя бальзамического в Забайкалье
Автор: Бобринев В.П., Пак Л.Н.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Экология
Статья в выпуске: 6, 2012 года.
Бесплатный доступ
В статье изложен опыт проведения рубок ухода в тополевых лесных полосах в Забайкалье. Установлено, что рубки ухода в условиях сухой степи продлевают жизнеустойчивость деревьев на 10-15 лет в зависимости от местопроизрастания лесных полос.
Тополь бальзамический, рубки ухода, жизнестойкость, забайкалье
Короткий адрес: https://sciup.org/14082509
IDR: 14082509
Текст научной статьи Лесоводственные меры ухода в лесных полосах из тополя бальзамического в Забайкалье
Лесные полосы создавали из разных пород, но преобладает тополь бальзамический (Populus balsamifera). Совхоз организован в 1932 году в сухостепной зоне резко континентального климата. Здесь среднегодовая температура воздуха -2,10С. Почва зимой промерзает на глубину 3,0–3,5 м. Самый холодный месяц январь со среднесуточной температурой воздуха -25 0С, минимальная температура может опускаться до -44–46 0С, а максимальная подниматься до +41–420С. Самый теплый месяц июль +20,60С. Продолжительность вегетационного периода с температурой выше +100С составляет 110–120 дней. Весенние заморозки отмечаются в июне, а осенние в середине августа. В среднем за год выпадает 300–310 мм осадков, за вегетационный период 140–160 мм. Средняя высота снежного покрова около 6–8 см. Сухостепная зона по степени увлажнения и обеспеченности теплом относится к засушливой умеренно теплой. Гидротермический коэффициент равен 0,7–0,8. Среднегодовая скорость ветра 4,6–5,4 м/с. В апреле–мае скорость ветра превышает 10 м/с, вызывая пыльные бури. Величина испарения 800–810 мм – в два с лишним раза больше вы- падения годового количества осадков. В апреле–июне относительная влажность воздуха днем опускается до 16–20 %, наблюдаются суховеи.
Территория зоны достаточно выположена, приподнята на 500–600 м над уровнем моря. Для нее характерно чередование холмисто-увалистых равнин (повышений) и бессточных котловин (понижений). Формирование почв проходило в условиях степного типа почвообразования. Здесь преобладают каштановые почвы легкого механического состава, содержание гумуса не превышает 4–5 %. В сухостепной зоне лиственные породы имеют небольшую долговечность – 20–25 лет.
Цель исследований . Изучить влияние рубок ухода на рост и долговечность тополя бальзамического в лесных полосах и сухой степи Забайкалья.
Задачи исследований . Продлить жизнь лесным полосам из тополя бальзамического за счет расширения площади питания дерева и формирования ажурной конструкции.
Методы исследований. Опыты по рубкам ухода провели в 1982 году в 15-летних четырехрядных лесных полосах из тополя бальзамического, созданных в совхозе «Красная Ималка». Пробная площадь №1 расположена в котловине, пробная площадь №2 – на холмистой равнине. На первой пробной площади при густоте 1828 деревьев на 1 га рубками ухода сформировали из лесной полосы продуваемой конструкции ажурную с вырубкой значительных количеств деревьев (табл.1). На второй пробной площади с густотой до 1200 деревьев на 1га в основном убрали поврежденные усыхающие деревья и сформировали лесную полосу ажурной конструкции (табл.2). Каждая пробная площадь лесной полосы состояла из двух секций: пробная (с рубками ухода) и контрольная (без рубок ухода). На каждой секции площадью 0,15 га был проведен сплошной перечет деревьев. На опытных секциях одновременно с перечетом отмечали деревья, подлежащие рубке. В каждой секции было по 285 посадочных мест. Для опытов была выбрана одна лесная полоса протяженностью 3,2 км, которая проходила через котловину и равнину. Подготовка почвы, сроки посадки и посадочный материал на пробных площадях были одинаковыми.
Пробная площадь №1
Опытная секция площадью 0,15 га
Таблица 1
|
Ступень толщины |
До рубки |
Вырубленная часть |
||||
|
Число стволов |
Сумма площадей сечений, м2 |
Запас, м3 |
Число стволов |
Сумма площадей сечений, м2 |
Запас, м3 |
|
|
3 |
2 |
0,002 |
0,1035 |
1 |
0,001 |
0,0966 |
|
4 |
13 |
0,016 |
13 |
0,017 |
||
|
5 |
14 |
0,028 |
0,3168 |
9 |
0,018 |
0,2592 |
|
6 |
8 |
0,023 |
9 |
0,025 |
||
|
7 |
19 |
0,073 |
0,9768 |
9 |
0,035 |
0,5544 |
|
8 |
18 |
0,090 |
12 |
0,060 |
||
|
9 |
32 |
0,203 |
3,6205 |
13 |
0,083 |
0,9460 |
|
10 |
33 |
0,264 |
9 |
0,071 |
||
|
11 |
43 |
0,408 |
5,1192 |
16 |
0,152 |
1,2312 |
|
12 |
36 |
0,408 |
3 |
0,034 |
||
|
13 |
22 |
0,297 |
3,4225 |
1 |
0,013 |
1,8500 |
|
14 |
15 |
0,221 |
1 |
0,015 |
||
|
15 |
12 |
0,212 |
2,1267 |
- |
- |
0,2502 |
|
16 |
5 |
0,101 |
2 |
0,040 |
||
|
17 |
1 |
0,023 |
0,3278 |
- |
- |
- |
|
18 |
1 |
0,025 |
- |
- |
- |
|
|
Итого на пробной площади |
274 |
2,394 |
16,0138 |
98 |
0,564 |
5,1876 |
|
На 1 га |
1828 |
15,968 |
107 |
654 |
3,762 |
35 |
|
% |
100 % |
- |
100 % |
36 % |
- |
33 % |
На пробных площадях проводили наблюдения за ростом тополя по высоте и диаметру, влажностью растений и почвы, снегозадержанием, появлением и ростом поросли, динамикой роста травянистой растительности.
Обсуждение результатов. Четырехрядная тополевая полоса была заложена однолетними черенковыми саженцами тополя бальзамического с размещением между рядами 3,5 м, в ряду 1,5 м (1900 шт/га) с первоначальной площадью питания 5,25 м2. Приживаемость в 1967 году была на пробной площади № 1 – 97,5%, на пробной площади №2 – 76, 2%.
Пробная площадь №2
Опытная секция площадью 0,15 га
Таблица 2
|
Ступень толщины |
До рубки |
Вырубленная часть |
||||
|
Число стволов |
Сумма площадей сечений, м2 |
Запас, м3 |
Число стволов |
Сумма площадей сечений м2 |
Запас, м2 |
|
|
3 |
11 |
0,008 |
0,1311 |
4 |
0,003 |
0,0552 |
|
4 |
8 |
0,010 |
4 |
0,005 |
||
|
5 |
23 |
0,046 |
0,8208 |
7 |
0,014 |
0,2304 |
|
6 |
34 |
0,095 |
9 |
0,025 |
||
|
7 |
33 |
0,126 |
1,7160 |
3 |
0,012 |
0,1320 |
|
8 |
32 |
0,160 |
2 |
0,010 |
||
|
9 |
15 |
0,096 |
0,8170 |
1 |
0,006 |
0,0430 |
|
10 |
4 |
0,031 |
- |
- |
||
|
11 |
2 |
0,019 |
0,1296 |
- |
- |
- |
|
12 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Итого на пробной площади |
162 |
0,591 |
3,6145 |
30 |
0,075 |
0,4606 |
|
На 1 га |
1080 |
3,942 м2 |
24 м3 |
200 |
0,500 |
3 м3 |
|
% |
100 % |
- |
100 % |
18,4 % |
- |
12,0 % |
Сохранность полосы перед рубками ухода (в 1982 году) была на пробной площади №1 – 96,2 %, на пробной площади №2 – 56,8 %.
Обследованием тополевых лесных полос выявлено следующее: в результате бесконтрольной пастьбы крупнорогатого скота нижние ветки деревьев обламывались ими, и тем самым полоса ажурной конструкции превращалась в продуваемую. Такие лесные полосы, сформированные под действием выпаса скота, имеют крупные хорошо продуваемые для ветра просветы в приземной части (до высоты 1,5) и относительно плотный верхний полог. В этих полосах ветровой поток разделяется на две части, одна его часть проходит выше лесной полосы, другая проходит внизу – в приземном слое. В результате этого разрушается и выдувается почва и снег с лесной полосы. Таким образом, ухудшаются условия для роста древесных пород в лесных полосах, а сами полосы такой конструкции не снижают эрозию почвы и не улучшают микроклимат на прилегающих полях.
В зависимости от местопроизрастания в котловинах и на равнинах лесные полосы из тополя бальзамического растут по-разному. В котловинах тополевые полосы растут удовлетворительно (пробная площадь №1).
Лесные полосы на равнинах с довольно бедными почвами и недостатком влаги растут неудовлетворительно. Здесь встречаются суховершинные и сухостойные деревья, которые заражены сердцевинной гнилью (пробная площадь №2).
Ранней весной в 1982 году были проведены рубки ухода в 15-летних тополевых полосах на опытных секциях №1 и №2.
На первой пробной площади до рубки сомкнутость полога лесной полосы составляла 0,87. Средняя высота тополя в полосе – 7,4 м. После проведения рубок ухода сомкнутость полога была снижена до 0,56. Количество деревьев до рубки в переводе на 1 га было 1828 шт., с запасом древесины 107 м3/га. В результате проведения рубок ухода было вырублено с 1 га – 654 дерева, или 36 % по количеству, по запасу древе- сины – 35 м3, что составляет 33 % от общего запаса. Площадь питания одного дерева увеличилась с 5,5 до 8,6 м2, на 56,4%. Обследования спустя 15 лет после проведения рубок ухода показали, что на пробной площади 1 из густой продуваемой лесной полосы, где в одном посадочном месте растет от 2 до 5 деревьев порослевого происхождения, можно сформировать ажурную конструкцию. Она положительно влияет на улуч-шениние микроклимата на полях. У оставшихся деревьев за счет увеличения площади питания и задержания снега увеличился прирост в высоту и по диаметру на 32 и 45 % (табл. 3).
На второй пробной площади, где полнота была средней, вырубали только сухие и усыхающие деревья. До рубки на 1га было 1080 деревьев. Общий запас древесины 24 м3 при средней высоте 6,7 м. При рубках ухода было вырублено 3,0 м3 древесины, или 18,4 % от общего запаса. На пробной площади №1 было вырублено в переводе на 1га 200 деревьев. Сомкнутость полога до рубки составляла 0,74, после рубки – 0,61. Площадь питания одного дерева увеличилась с 9,3 до 11,4 м 2. За истекшие 15 лет после рубок ухода прирост деревьев в высоту и по диаметру увеличился на 30–49 %. Улучшилось состояние насаждения, у суховершинных деревьев от пней появилась поросль.
Таким образом, рубками ухода в раннем возрасте (до 15 лет) можно восстановить даже ослабленные деревья в лесных полосах и продлить жизнь лесным полосам в экстремальных условиях сухой степи на 10– 15 лет, а полученную древесину от рубок ухода использовать в сельском хозяйстве.
В Республике Бурятия в сухой степи также установлено, что при увеличении площади питания деревьев в лесных полосах увеличивается прирост в высоту и продолжительность жизни полос [3].
В лесных полосах, где не требуется, чтобы от пня выросла лесная поросль, рубки ухода в возрасте до 15 лет надо проводить в июле, тогда выросшая поросль летом не успеет одревеснеть и зимой вымерзает. Если после рубок ухода требуется порослевое возобновление, тогда рубки ухода следует проводить ранней весной.
Условия местопроизрастания лесных полос влияют на влажность фракций дерева. Из таблицы 4 видно, что влажность листьев, ветвей, стволов и коры на пробной площади №1 выше, чем на пробной площади №2, а на последней выше, чем на контроле.
Исследования показали, что у тополя бальзамического, имеющего большую влажность древесины, листьев, наблюдается лучший рост по диаметру и высоте. Такие деревья не имеют повреждений вредителями. В контроле наблюдалось снижение роста деревьев в высоту и по диаметру по сравнению с опытными секциями № 1 и 2. Таким образом, влажность различных частей дерева может служить интегральным показателем его жизнеспособности.
Транспирация листьев у тополя после проведения рубок ухода на пробных площадях № 1 и № 2 была 2,6 и 2,5 г/г мин, на контроле соответственно 2,4 и 2,3 г/г мин. Увеличение транспирации на участках полос, где были проведены рубки, свидетельствует о хорошем обеспечении тополя влагой.
Таблица 3
Текущий прирост по диаметру и высоте на пробных площадях № 1 и № 2 после рубок ухода
|
Возраст |
Год |
Пробная площадь № 1 |
Пробная площадь № 2 |
||||||
|
Опытная секция |
Контроль |
Опытная секция |
Контроль |
||||||
|
Средняя высота, м M + m |
Средний диаметр, см M + m |
Средняя высота, м M + m |
Средний диаметр, см M + m |
Средняя высота, м M + m |
Средний диаметр, см M + m |
Средняя высота, м M + m |
Средний диаметр, см M + m |
||
|
15 |
1981 |
7,40 + 0,2 |
6,9 |
7,40 + 0,2 |
6,9 |
6,70 + 0,2 |
5,1 |
6,70 + 0,2 |
5,1 |
|
16 |
1982 |
7,82 + 0,2 |
7,3 |
7,76 + 0,2 |
7,0 |
6,99 + 0,2 |
5,4 |
6,96 + 0,2 |
5,3 |
|
18 |
1984 |
8,62 + 0,3 |
7,9 |
8,39 + 0,2 |
7,5 |
7,54 + 0,3 |
6,0 |
7,40 + 0,3 |
5,5 |
|
21 |
1987 |
9,32 + 0,3 |
9,2 |
8,92 + 0,3 |
7,9 |
8,01 + 0,2 |
6,8 |
7,78 + 0,2 |
6,2 |
|
24 |
1990 |
10,12 + 0,3 |
10,9 |
9,59 + 0,3 |
9,5 |
8,57 + 0,3 |
8,0 |
8,24 + 0,3 |
7,1 |
|
27 |
1993 |
10,84 + 0,3 |
12,1 |
10,1 + 0,4 |
10,5 |
9,05 + 0,4 |
8,8 |
8,63 + 0,3 |
7,6 |
|
30 |
1996 |
11,36 + 0,4 |
12,7 |
10,4 + 0,4 |
10,9 |
9,45 + 0,4 |
9,8 |
8,82 + 0,3 |
8,1 |
|
Итого за 15 лет |
3,96 |
5,8 |
3,0 |
4,0 |
2,75 |
4,7 |
2,12 |
3,0 |
|
|
Итого за 30 лет |
11,36 |
12,7 |
10,4 |
10,9 |
9,45 |
9,8 |
8,82 |
8,1 |
|
Таблица 4
Влажность различных фракций тополя на участках с проведением рубок ухода и на контроле спустя два года после рубок ухода
|
Опыт |
Дата взятия образца |
Влажность фракций, % |
|||
|
листья |
ветки |
древесина |
кора |
||
|
Пробная площадь №1 |
|||||
|
Опытная секция |
Июль 1984 год |
67,7 |
47,6 |
42,8 |
54,2 |
|
Контроль |
-//- |
64,0 |
47,0 |
38,9 |
49,1 |
|
Пробная площадь №2 |
|||||
|
Опытная секция |
-//- |
64,6 |
47,2 |
39,1 |
49,9 |
|
Контроль |
-//- |
63,8 |
46,7 |
38,6 |
48,5 |
На пробных площадях № 1 и № 2 рубками ухода формируются лесные полосы ажурной конструкции, которые зимой способствуют равномерному распределению снега на поле. Значительная часть снега остается в лесной полосе, поэтому влажность почвы, а следовательно и запас продуктивной влаги, значительно выше, чем на контрольных участках. Даже в напряженный период в начале вегетационного периода запас продуктивной влаги в слое почвы 0–50 см был на 30–40 % выше на опытных секциях, чем на контроле.
Следовательно, рубками ухода за счет изреживания древостоя увеличивается площадь питания одного дерева и запас продуктивной влаги в разных условиях местопроизрастания по-разному. В лесных полосах, растущих в долине (пробная площадь № 1), деревья получают питания и влагу больше, чем на равнине.
Осветление почвы после проведения рубок ухода ведет к интенсивному росту травянистой растительности. Поэтому на полосах после проведения рубок ухода обязательно нужно проводить уход за почвой культиваторами в начале июня–июле. Выросшие растения в июле–августе в лесных полосах хорошо задерживают снег зимой.
Инвентаризация 30-летних лесных полос в 1997 году на пробных площадях показала следующие результаты. Сохранность тополя бальзамического была на опытной секции №1 – 58,9 %; на контроле – 23,8; на опытной секции №2 – 43,5; на контроле – 16,1 %.
Сохранность 40-летних лесных полос в 2007 году на опытной секции №1 составила 51,6 %, на контроле – 4,2; на опытной секции №2 – 34,0; на контроле – 2,8 %. Таким образом, лесные полосы без лесово-дственных уходов можно считать погибшими в 30-летнем возрасте.
Проведенные исследования имеют важное как научное, так и практическое значение. Исследования показали, что при проведении рубок ухода в лесных полосах из тополя бальзамического увеличивается площадь питания деревьев и формируется ажурная конструкция полосы, тем самым продлевается жизнь деревьев в полосах на 10–15 лет, улучшается их рост и микроклимат на полях и в полосах.
Выводы. Для повышения устойчивости и долговечности тополя бальзамического в лесных полосах в сухостепной зоне Забайкальского края необходимо рубками ухода увеличивать площадь питания дерева до 9–12 м 2, формировать в лесных полосах ажурную конструкцию и проводить уход за почвой ежегодно в начале лета. Ажурная конструкция лесных полос способствует накапливанию снега в них и равномерно распределяет его по полям, создавая благоприятный микроклимат для роста и развития деревьев в полосах и растений на полях.
