Особенности адаптации активной части корневой системы древостоя после разреживания

Разреживание древостоя является лесохозяйственным мероприятием, позволяющим увеличить количество солнечной энергии, попадающей под полог; изменить тепловой, водновоздушный режимы почвы, которые влияют на развитие и эффективность работы корней, а также рост древостоя в целом.

Агрегатная лесозаготовительная техника, применяемая для несплошных рубок, оказывает влияние на свойства почв (плотность, влажность). Изменения и продолжительность восстановления почвенных показателей во времени обусловливают продуктивность древостоя. Таким образом, их изучение является весьма актуальным для оптимизации организационнотехнических параметров разреживаний.

Работа велась на пробных площадях (ПП), заложенных в древостоях, пройденных несплошными рубками. Таксационная характеристика древостоев приведена в табл. 1. При исследовании корненасыщенности верхних горизонтов почвы использовался метод монолитов [4], отбираемых по всей площади участка в колее технологического коридора (10 точек) и пасеки (10 точек). Извлекались монолиты размером 10 х 10 x 20 см. Глубина образца составляла 20 см, что соответствует наиболее корнеобитаемому слою почвы. Из почвенного монолита (отдельно из лесной подстилки и минерального горизонта) извлекались корни древесных пород диаметром до 3 мм, высушивались до абсолютно сухого состояния и взвешивались.

Для оценки влияния плотности и влажности на корненасыщенность почвенным буром были отобраны образцы почвы ненарушенного сложения в верхних горизонтах. Исследования осуществлялись по известным методикам [2]. Измерение температуры почвы проводилось с мая до конца сентября с частотой два раза в месяц. Замеры выполнялись в технологических коридорах (10 точек) и пасеках (10 точек) на глубинах 5, 10, 15 см (всего 60 измерений на каждой пробе). Температура измерялась в верхнем 15-сантиметровом слое по- чвы, где наиболее ярко выражены ее сезонные изменения. Температурный режим почвы изучался в типичных для выполнения несплошных рубок еловом (ПП 6) и сосновом (ПП 3) древостоях.

Воздействие движителей заготовительной техники приводит к увеличению плотности почвы в технологических коридорах (табл. 2), где она до 22 % выше, чем в естественном состоянии (в пасеке). С увеличением промежутка времени после разреживания она несколько снижается, хотя на ее полное восстановление требуется не один десяток лет [1], [3]. Однако из табл. 2 следует, что не всегда лишь давность рубки определяет плотность почвы в технологических коридорах. На участках, где рубка была проведена 0,5-1,5 года назад, разница в плотностях почвы между коридором и пасекой практически отсутствует (табл. 2), что объясняется хорошим укреплением порубочными остатками технологических коридоров, позволившим свести до минимума негативные последствия разреживаний.

Влажность почвы в коридоре выше, чем в пасеке, в 1,03-1,3 раза, что обусловлено большим количеством осадков, попадающих в зону коридоров после разреживания, и уменьшением влагопотре-бления растениями в технологических коридорах вследствие снижения корненасыщенности. Однако различие во влажности почвы между коридором и пасекой в сосновых и еловых древостоях незначительное и не может вызвать существенных нарушений в работе корневых систем.

Увеличение плотности почвы и перемешивание почвенных горизонтов лесозаготовительной техникой приводят, как правило, к меньшему содержанию корней в технологическом коридоре по сравнению с пасекой (табл. 3).

Лесная подстилка наиболее сильно подвергается негативному воздействию движителей лесозаготовительной техники. Это обусловливает меньшее содержание корней в лесной подстилке технологического коридора по сравнению с подстилкой пасеки (табл. 4).

Таблица 1

Таксационная характеристика изреженных древостоев на пробных площадях

№ ПП Тип леса Выборка по запасу, % Давность, лет Состав Средний диаметр, см Средняя высота, м Полнота Запас, м3 га-1 Сосняки 1 Черничный 32 14 8С551Е1Б 12,7 16,7 0,6 213 2 Черничный 38 10 8С1002Б+Ос 22,0 22,0 0,7 226 3 Черничный 22 9 8С852Б+Ос,Е 16,0 18,0 0,8 231 4 Брусничный 30 5 10С85 22,0 20,0 0,6 192 Ельники 5 Черничный 43 8 10Е120+Б 23,0 22,5 0,5 211 6 Черничный 35 2,5 5Е702С1Б2Ос 16,5 15,5 0,7 238 7 Черничный 40 1,5 6Е1503Е901Ос 20,0 19,0 0,5 129 8 * Пр гор Черничный ведена рубка I Влажност зонтов по 80* обновления, со и плотнос чвы в корид 1 ранен 2-й яр ть верхни орах и па 10Е60 ус и крупный Таблица 2 х секах 12,0 подрост. Масса к по п 11,0 орней ди очвенным 0,4 метром д горизонт 55 Таблица 4 о 3 мм ам ПП Тип леса Давность рубки, лет Влажность, % Давность рубки, лет Масса корней, т/га П Лесная подстилка Минеральный горизонт Коридор Пасека Коридор П Пасека Коридор Пасека Разница, % Коридор Пасека Разница, % 1 Сосняк черничный 14 32,5 28,9 1,21 110 , 1 14 0,30 0,63 -52 0,81 0,59 +37 2 Сосняк черничный 10 33,8 27,4 1,30 1,18        2 10 0,30 0,72 -58 0,26 1,29 -80 3 Сосняк черничный 9 27,4 23,8 0,56 3 9 0,34 0,65 -48 0,66 0,25 +164 0,48       4 5 0,57 1,19 -52 1,13 0,92 +23 4 Сосняк брусничный 5 27,1 21,4 1,38 1,31        5 8 0,82 1,42 -42 0,67 0,62 +8 2,5 0,40 0,84 -52 0,59 1,01 - 2 5 Ельник черничный 8 44,2 38,8 1,49 — 1,22       7 1,5 0,23 0,70 -67 0,60 1,03 -42 6 Ельник черничный 2,5 58,3 54,1 1,58 1,37       8 0,5 0,24 0,41 -41 0,41 0,55 -25 7 Ельник черничный 1,5 42,8 37,8 1,22 1,17      п Короткий промежуток времени (0,5–2,5 года) осле разреживаний на еловых участках не яв-яется достаточным для полного восстановле-ия корневой массы. Поэтому в пасеке на ПП 6, П 7 и ПП 8 по всему 20-сантиметровому слою очвы корней больше, чем в коридоре (табл. 4). лотность почвы зачастую не единственный актор, влияющий на рост корней. Так, на ПП 7 ПП 8 в коридоре и пасеке она практически не азличается. В данном случае на содержание орней, помимо чисто механических поврежде-ий, оказывает влияние перемешивание мине-ального и органогенного горизонтов. Давность рубок на сосновых участках выше, ем на еловых. Следовательно, почвы сосняков осстановились в большей степени, и по сово-упности лесорастительных свойств минераль-ый слой почвы в коридорах сосновых древо-тоев имеет лучшие условия для роста корней, исключением ПП 2. Минеральный слой почв основых насаждений (ПП 1, ПП 3, ПП 4) содер-ит больше корней в коридоре по сравнению с асекой. На ПП 3 это выражено наиболее ярко следствие высокой каменистости минеральных оризонтов, что усиливает конкуренцию между 8 Ма1 Ельник черничный сса корн ■ 0,5 ей диа (20 см 43,0 етром ) слое 41,7 до 3 м почвы 0,74 Та м в ве л 0,73     н П блица 3 п рхнем П ПП Тип леса Давность рубки, лет Масса корней, т/га        и Коридор Пасека Разница, %   р 1 Сосняк черничный 14 1,11 1,23 -10        к н 2 Сосняк черничный 10 0,56 2,01 -72       р 3 Сосняк черничный 9 1,00 0,90 +11       ч 4 Сосняк брусничный 5 1,70 2,11 в -19        к 5 Ельник черничный 8 1,49 2,04 н -27        с 6 Ельник черничный 2,5 0,99 1,85 з -46       с 7 Ельник черничный 1,5 0,83 1,73 -52       ж п 8 Ельник черничный 0,5 0,65 0,96 -32        в г корнями вследствие снижения доступного для их роста и развития объема почвы. В связи с этим корни деревьев, оставшихся после рубки, интенсивно осваивают минеральный слой почвы коридора. На других ПП масса корней в минеральном слое почвы технологического коридора больше, чем в минеральном слое пасеки, из-за некоторого вымывания из подстилки коридора питательных веществ в нижележащий горизонт вследствие несомкнутости полога крон в коридоре. Восстановление почвенного покрова, меньшая корневая конкуренция в коридоре также объясняют большую массу корней в минеральном слое почвы коридора по сравнению с минеральным слоем пасеки. Подстилка как наиболее повреждаемый в процессе рубки горизонт менее пригодна для заселения корнями древесных пород.

Поступление солнечной радиации к поверхности почвы в технологических коридорах выше по сравнению с пасеками в связи с разницей в сомкнутости полога между коридорами и пасеками. Как правило, почва технологического коридора имеет несколько большую температуру по сравнению с почвой пасеки. Это наблюдается в основном с конца мая по август включительно (табл. 5, 6). В сентябре температуры почвы коридора и пасеки в древостоях практически выравниваются вследствие снижения температуры воздуха до таких величин, когда большее поступление солнечной энергии к поверхности технологического коридора уже не нагревает почву здесь сильнее, чем в пасеке. В то же время древесный полог в пасеке препятствует охлаждению почвы, которое протекает более интенсивно в технологических коридорах.

Таблица 5

Температура почвы сосняка в технологических коридорах и пасеках на глубинах 5, 10, 15 см

Время измерения	Температура почвы, °С
	Коридор Пасека		Коридор Пасека		Коридор Пасека
	5 см		10 см		15 см
Конец мая	8,2	7,4	7,7	7,2	7,6	7,0
Июнь	12,1	12,0	12,2	11,2	11,6	11,0
Июль	13,6	14,4	13,1	13,7	12,8	13,2
Начало августа	12,8	12,4	12,5	12,2	12,2	12,0
Конец августа	15,2	14,7	14,8	14,4	14,5	14,0
Начало сентября	12,4	12,1	12,2	11,9	11,8	11,7
Конец сентября	9,5	9,3	9,4	9,2	9,2	9,1

Несплошная рубка изменяет температурный режим почвы, так как обеспечивает увеличение светового потока к ее поверхности. В течение всего исследуемого сезона температурные показатели почвы в технологическом коридоре, как правило, превышают аналогичные для почвы пасеки. Весной почва коридора значительно быстрее прогревается и практически одинаково остывает осенью по сравнению с пасекой. Таким образом, корневые системы деревьев в технологических коридорах находятся в целом в более благоприятных температурных условиях, что способствует лучшему их росту. Вместе с тем увеличенный поток света к поверхности почвы технологического коридора после рубки, оказывающий благоприятное влияние на рост корневых систем, не может рассматриваться отдельно от негативных изменений физических свойств почвы. Однако, когда негативные последствия от проезда техники в технологическом коридоре минимизируются, можно будет говорить о положительном влиянии температур при условии сохранения повышенного солнечного потока к поверхности почв. Лесная подстилка наиболее сильно повреждается во время лесозаготовительных работ, что отражается на корнях: их масса в подстилке коридора значительно меньше, чем в подстилке пасеки. Минеральный горизонт коридора раньше «заполняется» корнями.

Таблица 6

Температура почвы ельника в технологических коридорах и пасеках на глубинах 5, 10, 15 см

Время измерения	Температура почвы, °С
	Коридор Пасека		Коридор Пасека		Коридор Пасека
	5 см		10 см		15 см
Конец мая	7,5	6,2	6,0	5,2	5,0	4,8
Июнь	9,7	9,3	8,3	8,3	7,6	7,5
Июль	12,3	12,8	11,4	11,3	10,6	10,2
Начало августа	13,4	12,7	12,6	12,3	12,2	11,8
Конец августа	14,3	13,9	13,6	13,0	13,0	12,5
Начало сентября	11,1	10,9	10,9	10,8	10,7	10,5
Конец сентября	9,1	9,0	8,9	8,8	8,7	8,5

Соблюдение организационно-технических требований рубок (сезонность, укрепление технологических коридоров, использование подходящей для данных экологических условий лесозаготовительной техники) сводит к минимуму повреждения почвы, а следовательно, в меньшей степени нарушает функционирование корневых систем и не сокращает продуцирующую площадь насаждения на длительный срок.