Опыт научных исследований по повышению эффективности лесоразведения в южных степях России

Н а территории засушливых областей России уже много десятилетий привычной повседневностью лесокультурной практики является низкая результативность работ, невысокое качество и недолговечность созданных насаждений. Несмотря на широкую географию и большую разнородность климата и почвенного покрова страны, традиционным объяснением неудач повсеместно служат ссылки на сложные погодные условия, издержки кадрового, финансового и материально-технического обеспечения.

Безусловно, все это имеет место, а экономическое и кадровое состояние лесного хозяйства малолесных регионов продолжает ухудшаться. Кроме того, в технологию лесокультурного производства внедрились необоснованные приемы, обусловленные экономическими проблемами и сложившейся традицией заниженных ожиданий. Широкое распространение получили небрежная, унифицированная (без учета типа почвы), с коротким циклом (вспашка под зябь, ранний пар) основная обработка почвы, редкая посадка, использование крупномерного посадочного материала, применение деревьев светолюбивых (с ажурной кроной) и быстрорастущих пород (робинии, гледичии и др.), а также сложных схем смешения при создании культур медленнорастущих пород в наиболее жестких условиях, отсутствие или несвоевременные агротехнические и ле-соводственные уходы и т.п. При высоком дефиците атмосферного увлажнения эти приемы в совокупности приводят к низкой приживаемости, задернению почвы и массовому отмиранию саженцев задолго до смыкания крон либо к образованию редин, сильно светопроницаемого полога в молодняках и раннему распаду насаждений, отпаду главной породы.

Вместе с тем на основе богатого отечественного опыта степного и защитного лесоразведения и научных достижений последних десятилетий разработан последовательный ряд методов, позволяющих существенно повысить эффективность культивирования лесных насаждений разного целевого назначения на территории засушливой, сухой степи и полупустыни, умело соче- тать приемы, принятые в садоводстве и при лесовыращивании [1–5].

Статья посвящена развитию научных и прикладных основ лесоразведения в условиях недостаточного и крайне неустойчивого атмосферного увлажнения. Она стала результатом обобщения накопленного в стране и за рубежом научнопрактического опыта и более чем 30-летних собственных исследований автора, данные о которых по мере получения и обобщения были опубликованы в ряде работ. Основные итоги научных исследований в виде тезисов приведены в настоящей статье – в последовательности, обеспечивающей понимание основных составляющих очень сложной (многофакторной) проблемы – динамики лесопригодности земель, особенностей роста, развития и деградации древостоев на территории засушливой зоны. Кроме того, на примере рекомендаций для Калмыкии рассмотрено использование известных и новых подходов при выполнении лесокультурных работ в полупустыне и пустыне европейской территории России (ЕТР).

Обобщение многолетнего научно-практического опыта [2–8], анализ материалов теоретических и экспериментальных исследований водного режима молодняков сосны ( Pinus sylvestris L.) на численных и физических моделях [9–11], а также изучение роста и состояния насаждений сосны обыкновенной и крымской ( Pinus pal-lasiana Lamb.) на Придонских, Волго-Ахтубин-ских [11–15], Терско-Кумских [16, 17] и Урдин-ских песках [11, 18], насаждений лиственных пород в государственных лесных полосах Пенза – Каменск, Камышин – Волгоград, Волгоград – Элиста – Черкесск [19] и «промышленных дубравах» общепринятыми методами на юге Приволжской возвышенности, в Среднем и Нижнем При-донье [20–22] дают возможность сделать следующие практически значимые выводы:

• 1.    Главная причина невысокой долговечности насаждений, низкой облесенности степей – чрезмерная динамичность атмосферного увлажнения по годам, критическое снижение запасов почвенной влаги и влагообеспеченности древостоя в засушливые годы. Нестабильность увлажнения ризосферы древостоя атмосферными осад-

• ками усиливается с ростом засушливости (континентальности) климата и утяжелением гранулометрического состава отложений. Сокращение нормы и повышение динамичности годовой суммы атмосферных осадков сближает лесорастительную эффективность почвенных разностей, вызывает смещение лесопригодности в сторону менее богатых и влагоемких отложений [8–11].

• 2.    В процессе развития культур на мощных почвогрунтах их влагообеспеченность изменяется с достаточной (в период агротехнических уходов и наличия резерва влаги в почве) на дефицитную (после смыкания крон, расходования многолетнего запаса почвенной влаги и перехода древостоя на питание исключительно активной частью атмосферных осадков текущего гидрологического года). Наибольшего напряжения этот процесс достигает в сомкнувшихся молодня-ках в период их быстрого роста [2, 9, 16, 17].

• 3.    Плодородие почвогрунта повышает порог устойчивости растений к дефициту почвенной влаги, но провоцирует их усиленное развитие и рост интенсивности ее расхода, снижает засухоустойчивость насаждений. Однако при значительной мощности и высокой влагоемкости отложений (в период основной обработки почвы и агротехнических уходов) в них может накапливаться большой объем доступной влаги, что позволяет повысить приживаемость саженцев, их влагообеспеченность и продолжительность периода быстрого роста древостоя молодняков, интенсивность их дифференциации и самоизрежи-вания [9–11].

• 4.    В сухой степи и полупустыне засухоустойчивость сосняков остается недостаточной и при высокой густоте посадки. Поддерживать ее на приемлемом уровне можно только искусственным изреживанием древостоя, поэтому культуры необходимо создавать с запасом густоты. Частоту и интенсивность рубки деревьев следует повы-

• шать с увеличением дефицита атмосферного увлажнения и содержания глинистых частиц в питающем слое [14].

• 5.    На относительно бедных кварцевых песках степной зоны преимущество в росте и засухоустойчивости имеет сосна обыкновенная. На слоистых (многофазных) легких отложениях и полиминеральных песках наиболее теплообеспеченных регионов оно переходит к сосне крымской и обусловлено как ее более высокой требовательностью к плодородию, так и повышенной теневыносливостью (способностью формировать мертвопокровные насаждения) [15–17].

• 6.    В культурах сосны на автоморфных песках засушливой зоны подлесочные породы не способствуют развитию древостоя молодняков. На бедных песках они слабо развиваются и рано отмирают, на богатых почвогрунтах создается опасность «заглушения» сосны. Стимулирующее влияние на ее рост оказывает подлесок из почвоулучшающих пород только на олигоминераль-ных песках с близко расположенным уровнем грунтовых вод, где лимитирующим фактором роста древостоя является низкая обеспеченность корнеобитаемого слоя биофильными элементами [11, 13, 18].

• 7.    На зональных степных почвах преимущество в росте и долговечности имеет дуб. Но в густых смешанных насаждениях быстрорастущие породы-спутники нередко обгоняют его в росте и вытесняют из состава. В лучших семенных насаждениях доля дуба составляет не менее 30 %.

• 8.    На черноземах и темно-каштановых почвах, из-за быстрого роста лесообразующих пород в раннем возрасте, примесь кустарника не уско-

• ряет формирование насаждений, а после смыкания древостоя верхнего яруса, отмирая, подлесок ухудшает санитарную обстановку, угнетает рост, возобновление дуба и его спутников. Более качественные древостои формируются в чистых дубовых и дубово-ясеневых (Quercus robur L., Fraxinus excelsior L., F. lanceolata) насаждениях порядного и кулисного смешения этих пород при ширине междурядий 1,5–2,0 м [6, 7, 19].

• 9.    В зоне каштановых типов почв при коротком цикле ее основной обработки под культуры на возвышенных участках и в широких понижениях чистые густые молодняки дуба очень слабо дифференцированы по высоте. В засуху деревья здесь выпадают группами (в ряду) и куртинами при малом количестве (2–10 %) ослабленных экземпляров, образуя «окна» различной величины и формы. Подпологовое пространство осветляется, насаждения начинают деградировать.

• 10.    Наиболее долговечные (более 50–60 лет) семенные насаждения на плакорах сухой степи и полупустыни формируются при многолетней основной обработке почвы и в руслообразных понижениях, где концентрируются весенний и ливневый стоки. Лучше растут чистые рядовые культуры дуба с междурядьями не шире 2,5–3,0 м и подлеском из самосева робинии, появившимся в

Демпфером снижению лесопригодности влагоемких автоморфных почвогрунтов могут служить буферный (стартовый) запас влаги (глубокое промачивание зоны аэрации) и повышение густоты культур – энергии их самоизреживания [3, 4, 21].

С возрастом засухоустойчивость насаждений становится выше благодаря развитию корней, ранней кульминации, снижению прироста и его изменчивости по годам (отзывчивости древостоя на периоды улучшения влагообеспечен-ности) [11].

На светло-каштановых почвах полупустыни лучше растут и возобновляются чистые насаждения кустарников ( Cotinus coggygria Scop., Acer tataricum L., Lonicera tatarica L., Ribes aureum Pursh. и др.) [19].

На комплексных почвах сухой степи и полупустыни в первые годы жизни присутствие кустарника и сопутствующей породы не сказывается на росте дуба. Однако в последующие годы может угнетать его, особенно сильно – в 15–30 лет. Высокая доля кустарника (50–70 % посадочных мест), сопутствующих пород и их подроста заметно ускоряет отмирание дуба [19–21].

В 35–60-летнем возрасте при сильном развитии дерновинных трав (в чистых насаждениях с широкими междурядьями – после прекращения уходов за почвой) насаждения дуба отмирают быстрее, а подлесок и сопутствующие породы – медленнее. Основная причина – снижение его влагообеспеченности с развитием конкурентов. При рубке ослабленных насаждений в 30–35 лет без последующих агротехнических и лесоводст-венных уходов долговечность вегетативного поколения дуба не превышает 25–30 лет [20, 21].

постжердняковый период в виде неплотного яруса высотой 4–6 м [3–5, 20–22].

Впервые известные и вытекающие из выше изложенных результатов исследований подходы при организации и проведении лесокультурных работ на европейской территории России реализованы в 2016 г. в рекомендациях по созданию защитных лесных насаждений в условиях полупустыни и пустыни Калмыкии (договор № 0105200000216001217). Основные положения этого документа сводятся к следующему.

В аридной зоне Калмыкии (Восточные Ерге-ни, Сарпинская и Черноземельская низменность), где на транспирацию древесной растительности в среднем может расходоваться 90–170 мм/год влаги атмосферных осадков с большими колебаниями (±60 %) по годам, формирование и продолжительное существование высокополнотных (сомкнутых) насаждений может происходить только при наличии дополнительных источников их водного питания (перераспределенные осадки, корнедоступные грунтовые воды, многолетний запас почвенной влаги). Поэтому в лесоразведении следует широко использовать кустарники и ксерогалофитные породы деревьев.

При облесении площадей с автоморфными почвами (водораздельные возвышенности, склоны, равнины при глубоком залегании водоносного горизонта) почти исключительно культуры создают чистыми по составу из относительно теневыносливых пород, способных формировать мертвопокровные насаждения с высокой горизонтальной и вертикальной сомкнутостью крон. Породы с ажурной кроной ( Robinia pseudoacacia L., Gleditsia triacanthos L., Larix Mill., Pinus sylvestris L. и др.) следует вводить только в понижениях, где концентрируется поверхностный сток или доступны грунтовые воды, а также на склонах – в местах выхода близко к поверхности водоносного горизонта, т. е. на площадях, где конкуренция за влагу травянистой растительности под пологом древостоя не создает большой опасности для его существования.

Для создания линейных насаждений (защитных лесных полос вдоль дорог, промышлен- ных объектов и т.п.) на малолесопригодных площадях с солонцеватыми и засоленными светло-каштановыми и бурыми полупустынными почвами следует использовать наиболее за-сухо- и солеустойчивые виды скумпии (Cotinus) (на участках несмытых и слабосмытых почв), ирги (Amelanchier), жимолости (Lonicera), смородины (Ribes), тамарикса (Tamarix), чингиля (Halimodendron) и другие крупные и средние кустарники.

В наиболее сложных восточных и юго-восточных районах из земель, предназначенных для лесовыщивания, исключают участки с тяжелыми светло-каштановыми и бурыми полупустынными почвами. В этих районах лесоразведение возможно только на глубоко расчлененных бугристых песках, где создают куртинно-колковые насаждения деревьев и кустарников по котловинам выдувания с пресной грунтовой водой на корнедоступной глубине и в очагах дефляции с глубоким промачиванием зоны аэрации почвогрунта. На мелкобарханных комплексах в зависимости от мощности песка и гранулометрического состава подстилающих отложений можно создавать насаждения джузгуна безлистного ( Calligonum aphyllum Pall.), тамарикса ветвистого ( Tamarix ramosissima Ledeb.), саксаула черного ( Haloxylon aphyllum C. A. Mey. (Bunge ex Fenzl).

На слабозаросших и открытых песках насаждения закладывают без предварительной (основной) обработки почвы. На сильно заросших песках и зональных почвах (включая интразональ-ные почвы понижений) обработка почвы обязательна, ее главная цель – уничтожение травостоя, накопление значительного стартового запаса почвенной влаги, выщелачивание водорастворимых солей. В большинстве случаев этой цели можно достичь применением обработки почвы по системе многолетнего черного пара.

Продолжительность и способ основной обработки почвы на площадях с грунтовыми водами, доступными для корней (близководных участках), должны обеспечивать ликвидацию импер-мацидного (постоянно сухого) горизонта и сквозное промачивание зоны аэрации – до каймы капиллярно-подпертой влаги, а в наиболее засушливых условиях и формирование линзы опресненной верховодки.

На лесокультурных площадях с мощными влагоемкими почвогрунтами, предназначенными для облесения кустарником, предпосадочная обработка почвы обеспечивает промачивание атмосферными осадками слоя толщиной 2–3 м, а при создании насаждений из деревьев – 3–4 м и более.

Для ускорения влагонасыщения корнеобитаемого слоя будущих культур в период основной обработки почвы следует проводить дополнительные влагонакопительные мероприятия: снегозадержание, устройство запруд и т.п.

Наиболее приемлемым временем закладки лесных культур повсеместно следует считать ранневесенний период (март–апрель) – по таломерзлой почве. Насаждения лиственных пород (за исключением саксаула) можно создавать и зимой – в периоды продолжительных оттепелей. В осенний период лесокультурные работы выполняют только в годы, когда до наступления устойчивых холодов глубина промачивания почвы превышает оптимальную глубину заделки корневой системы используемого посадочного материала или в 2–3 раза – глубину заделки семян (при создании насаждений посевом). В этот период при закладке насаждений на легких почвах и заросших песках целесообразно использовать посадочный материал с закрытой корневой системой.

Основным способом создания культур является посадка укорененных растений – преимущественно 1–2-летних стандартных и крупных сеянцев. Исключение составляет закрепление глубоких влажных песков, где могут использоваться крупные черенки и хлысты джузгуна, ивы каспийской ( Salix caspica Pall.).

При создании насаждений на заросших песках и зональных почвах предпочтение отдают мелкому стандартному посадочному материалу, способному хорошо приживаться. Крупные (1,5–2,5 м) сеянцы и саженцы (джузгуна, тамарикса, тополя ( Populus nigra L.), ивы в основном пригодны для закрепления открытых мощных песков методом глубокой (на 60–70 см) посадки.

При облесении мелкобарханных маломощных песков (саксаулом, тамариксом, другими за-сухо- и солеустойчивыми кустарниками) их предварительно закрепляют системой защитных кулис из кияка ( Leymus racemosus (Lam.) Tzvel). Кустарники высаживают после задержания основной массы песка кулисами кияка. Важным условием высокой приживаемости является заглубление части или всей корневой системы сеянцев при посадке в увлажненные атмосферными осадками неперевеянные отложения.

В засушливых условиях к качеству посадочного материала и посадке предъявляют повышенные требования. Важными признаками качества сеянцев (саженцев) являются: отсутствие механических повреждений и признаков подсушивания корневой системы, высокая сохранность мелких (всасывающих) корешков, соотношение массы надземных и подземных органов не более 1:3. При посадке растений корневую систему заделывают на глубину не меньше 25–30 см от уплотненной (катками лесопосадочной машины) поверхности. Для повышения приживаемости сеянцы хвойных пород при посадке заглубляют в почву до 1/2–2/3 высоты их надземной части.

За исключением открытых песков культуры создают рядами с шириной междурядий 2,5–3,0 м и шагом посадки 0,6–1,0 м.

Создание культур посевом допускается только из пород, имеющих крупные семена (дуб, орех – Juglans L. и др.), при условии хорошего качества и готовности семян к ускоренному прорастанию.

Агротехнические уходы проводят только в культурах, созданных на заросших песках и зональных почвах. Их основное назначение – сбережение запаса почвенной влаги. Первую обработку почвы проводят весной – в период массового появления всходов сорных трав, последующие – после очередной вспышки прорастания семян сорняков. Во влажные годы количество уходов за сезон увеличивают на 1–2 приема.

При хорошем развитии культур агротехнические уходы завершают за 1–2 года до полного смыкания крон в междурядьях – при сомкнутос- ти полога не ниже 0,6 и отсутствии опасности резкого замедления их рост.

После смыкания придорожных и других малорядных лесных полос на участках с недоступной грунтовой водой ежегодно или через 1–2 года повторяют обработку почвы на закрайках полос шириной не менее 3 м.

Рубки ухода в насаждениях вечнозеленых пород начинают за 1–2 года до полного смыкания крон, листопадных – после их смыкания. Рубку проводят по мере необходимости, в основном низовым методом с использованием принципов отбора деревьев, принятых при выборочной санитарной рубке низкой интенсивности, не допуская значительного размыкания полога.

В средневозрастных и приспевающих насаждениях с быстроредеющим одноярусным материнским древостоем при отсутствии подроста формируют отеняющий подлесок из неконкурентных пород деревьев или кустарника путем подсева их семян.

* *

*

Таким образом, на автоморфных песках и почвах засушливой зоны можно создавать более долговечные и качественные лесные насаждения различного назначения. Сочетание садовых и лесных приемов в составе работ должно стимулировать процесс лесообразования – приближать начало и удлинять период большого роста, активной дифференциации древостоя, содействовать оптимизации площади питания деревьев главной породы и как можно дольше сохранять лесную среду.

Выращивание смешанных культур на мощных богатых песках и зональных почвах плако-ров сопряжено с большим риском «заглушения» сосны, дуба, других медленнорастущих лиственных пород спутниками. Задачу их подбора и размещения, исключающих угнетающее влияние на формирование древостоя главной породы, следует пока признать неразрешимой. В зоне распространения южных черноземов и каштановых ти- пов почв преимущество должно получить разведение чистых культур, а в самых жестких условиях – на приподнятых ровных участках и световых склонах плакоров полупустыни со светло-каштановыми почвами – исключительно из крупных и средних кустарников. В наиболее сложных условиях притенение стволов и почвы в насаждении должен выполнять сам древостой главной породы, но сильно дифференцированный по высоте.

Островные защитные леса на плакорах аридной зоны следует создавать путем сочетания лесных и лугово-степных экосистем. Лучшие по лесорастительным свойствам участки необходимо отводить под культуры дуба, других ценных пород деревьев, малолесопригодные – под кустарниковые заросли и степные травы. Замкнутые понижения с застойным увлажнением нужно оставлять в естественном состоянии.

В целом техника культивирования долговечных лесонасаждений в засушливых условиях должна включать:

• ✓    подбор наиболее лесопригодных участков местности;

• ✓    влагонакопительную основную обработку почвы;

• ✓    создание чистых по составу насаждений относительно теневыносливых (плотнокронных) засухо- и солеустойчивых пород деревьев и кустарников средней густоты;

• ✓    агротехнические уходы до смыкания крон;

• ✓    частое, но низкой интенсивности изре-живание молодняков;

• ✓    содействие сохранению лесной среды в редеющих средневозрастных и приспевающих древостоях.