Смена пород в полезащитных лесных полосах Республики Башкортостан

Л есомелиоративные насаждения играют важную роль в защите почв от дефляции и водной эрозии [1–8]. Однако значительные площади защитных лесных насаждений находятся в неудовлетворительном состоянии в результате влияния неблагоприятных абиотических и биотических факторов: болезни и вредители леса, несанкционированные рубки [9] и т.д. При этом возобновительные процессы в них протекают весьма слабо, что приводит к снижению эффективности их функций [10, 11]. Актуальность исследования обусловлена необходимостью проведения инвентаризации полезащитных лесных насаждений и разработки мероприятий по повышению их продуктивности [12].

В условиях Башкирского Предуралья способы восстановления существующих лесных полос и практические приемы по формированию следующего поколения защитных лесных насаждений недостаточно проработаны [9, 13, 14].

Наличие в непосредственной близости от полезащитной лесной полосы массивов леса может положительно сказаться на ее возобновительном потенциале. Так, в 2008 г. в Республике Башкортостан проводили исследования в лесной полосе из тополя бальзамического ( Populus balsamifera L.), рядом с которой произрастали культуры сосны обыкновенной ( Pinus silvestris L.) [12]. По всей протяженности тополевой лесной полосы было установлено наличие жизнеспособного соснового подроста, что определило цель исследования – проанализировать динамику смены пород в тополевой лесной полосе, соседствующей с культурами сосны обыкновенной, с 2008 по 2020 г. Для этого были решены следующие задачи:

• 1)    анализ количественных и качественных показателей деревьев тополя бальзамического, подроста и самосева сосны обыкновенной на учетных площадках в 2008 и 2020 г.;

• 2)    оценка санитарного состояния лесной полосы и перспективы возобновительного процесса.

Объекты и методы исследований

Полезащитная лесная полоса заложена вблизи деревни Шигайкулбаш Буздякского района: длина полосы – 450 м, ширина – 10 м. По состоянию на 2008 г., конструкция лесной полосы была ажурной, к 2020 г. произошла смена конструкции на плотную. Спутниковый снимок и схема лесной полосы представлены на рис. 1 и 2.

Учетные площадки (УП) были заложены через каждые 50 м от стены леса. Их площадь составляла по 0,01 га и охватывала всю ширину полосы. На УП определяли породный состав самосева и подроста, его густоту. Подрост был подразделен по высоте на 3 группы: мелкий (до 0,5 м), средний (0,51–1,5 м) и крупный (выше 1,5 м).

Рис. 1. Спутниковый снимок лесной полосы

(1 – материнский древостой сосны обыкновенной, 2,3 – начало и конец тополевой лесной полосы, 1* – направление господствующих ветров)

Рис. 2. Схема изучаемой лесной полосы

Результаты и обсуждение

В рамках исследования на учетных площадках в 2008 г. были установлены основные таксационные показатели 430 экз. подроста сосны, а в 2020 г. – 326 экз. (табл. 1).

стены леса с наветренной стороны. Средний диаметр подроста сосны имел наименьшее значение на расстоянии 250 м от стены леса, что связано с наличием здесь только единичных экземпляров сосны. Для всех учетных площадок ряд распределения подроста по возрасту име-

Таблица 1. Основные таксационные показатели подроста сосны в 2008 и 2020 г.

№ УП	Расстояние от стены леса, м	Густота, шт./га		Средний возраст, лет		Средняя высота, м		Средний диаметр, см
		2008	2020	2008	2020	2008	2020	2008	2020
1	50	6 556	3 012	9,0	14,8	2,4	4,5	2,7	6,9
2	100	4 889	3 024	7,7	12,9	1,5	3,9	2,3	5,9
3	150	2 667	3 805	7,7	10,3	1,5	3,0	2,3	4,6
4	200	1 889	1 589	8,9	13,4	1,4	4,5	2,0	8,7
5	250	333	397	11,3	12,9	1,3	4,0	1,2	6,5
6	300	667	1 415	7,0	12,5	1,0	3,9	2,5	6,7
7	350	556	589	11,2	12,0	2,1	3,8	2,3	7,0
8	400	1 222	1 031	9,0	13,9	1,2	4,2	1,8	7,8
9	450	889	1 388	9,0	10,1	1,5	3,6	2,3	6,2

Количество деревьев на 1 га, тыс. шт.

В 2008 г. самосев и подрост сосны наблюдались по всей протяженности лесной полосы. Наибольшая густота отмечалась от начала лесной полосы с наветренной стороны до 200 м от стены леса. Наименьшее количество подроста сосны было в центре лесной полосы на расстоянии 250 м (333 шт./га), что объясняется отдаленностью от массивов леса. Средние возраст и высота минимальны на расстоянии 300 м от

2008 г. y = 7312,5x-1,158

R2 = 0,6822

2020 г. y = 3855,7x^-0,694 R ² = 0,4314

100  150  200  250  300  350 400  450  500

Расстояние от стены леса, м

2008 г. 2020 г. Степенная (2008 г.) Степенная (2020 г.)

Рис. 3. Густота подроста сосны на разном расстоянии от материнского древостоя в 2008 и 2020 гг., шт./га

ет два пика: первый приходится на 9–11 лет, а второй – на расстоянии 50 м наблюдался у подроста 3-летнего возраста; на расстоянии 100 м преобладали 4-летние, 150 м – 3–5-летние, 200 м – 5-летние растения. Такое распределение указывает на перепады с обилием и качеством семеношения в материнском древостое и различную интенсивность ветров в разные годы [12].

В 2020 г. мелкий подрост не был обнаружен ни на одной учетной площадке, доля среднего подроста составила по 6,7 % на УП 1 и 2, 13,2 % – на УП 3. Весь остальной подрост относился к группе крупного, причем высота большей его части (60–70 %) превышала 2,5 м. Так как возраст отдельных экземпляров сосны на УП 1-3 достиг 15–20 лет и они вступили в репродуктивную фазу (балл семеношения по Капперу – 1–2), то вполне возможно, что средний подрост сформировался из семян уже с этих деревьев. По мере удаления от материнского древостоя наблюдается уменьшение количества подроста сосны (рис. 3). В результате отпада подроста в 8–11-летнем возрасте,

в 2020 г. средний возраст подроста сосны увеличился лишь на 3–7 лет. Уменьшился и коэффициент детерминации (на 0,25 пунктов) в результате меньшей зависимости от материнского полога по мере увеличения возраста. Большая часть подроста (до 60 %) относится к благонадежному с высокой жизнеспособностью при любой удаленности от материнского полога. На прилегающих сельскохозяйственных полях подроста сосны и других пород не обнаружено из-за качественного и своевременного агротехнического ухода за полями.

Кроме того, по мере удаления от материнского древостоя сосны наблюдается увеличение густоты и диаметра деревьев тополя (табл. 2).

Суховершинные деревья тополя (примерно 30 % общего количества) обнаружены на расстоянии до 200 м от стены леса (рис. 4). При их обследовании следов жизнедеятельности вредителей не обнаружено, из чего можно сделать вывод, что усыхание деревьев вызвано комплексом таких причин, как отсутствие ухода, засухи, повторяющиеся в течение нескольких лет, и достаточно большой возраст деревьев. При определении формы ствола установлено, что они большей частью прямые, деревья с сильной изогнутостью ствола составляют 15 %, раздвоение в нижней части наблюдается у единичных деревьев. Встречаются упавшие деревья (10 %).

Таблица 2. Показатели древостоя тополя бальзамического (возраст 37 лет)

УП	Расстояние от стены леса, м	Густота, шт./га	Средняя высота, м	Средний диаметр, см
1	50	1 000	10,8	18,7
2	100	600	8,3	18,3
3	150	500	9,4	17,6
4	200	500	7,0	18,5
5	250	1 500	9,9	16,0
6	300	1 600	9,6	17,5
7	350	3 200	9,2	19,2
8	400	3 200	10,6	16,6
9	450	3 000	10,6	17,9

а                                                      б

Рис. 4. а) сухостойные деревья тополя бальзамического; б) сосна начинает выходить в верхний ярус

Анализ почв полезащитной лесной полосы показал незначительную разницу по основным показателям на расстояниях 50 и 400 м от стены леса. На расстоянии 400 м в горизонте А отмечено небольшое увеличение содержания азота и повышение полевой влагоемкости. На участке контроля – открытое поле на удалении 1 000 м – основные почвенные показатели ниже, что можно объяснить влиянием изучаемой лесной полосы на почвообразовательный процесс (табл. 3).

в тополевых лесных полосах описывалась нами ранее для других районов Республики Башкортостан [12].

Заключение

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что наличие соснового насаждения в непосредственной близости (с наветренной стороны) от тополевой защитной

Таблица 3. Агрохимические свойства чернозема выщелоченного среднесуглинистого изучаемой полезащитной лесной полосы

УП (расстояние от стены леса, м)	Мощность гумусового горизонта, см	Гумус, %	Азот общий, %	Фосфор подвижный, мг на 100 г	Калий обменный, мг на 100 г	Сумма поглощенных оснований, м-экв на 100 г	Водный рН	Плотность почвы, г/см3	Предельнополевая влагоемкость от массы почвы, %
5 (50)	71	6,1	0,30	8,2	10,4	50,3	6,5	1,31	22,00
8 (400)	77	7,5	0,52	8,5	10,5	53,1	6,3	1,28	29,00
Открытое поле – контроль (1 000)	61	7,1	0,22	7,5	9,4	51,2	6,6	1,38	26,55

Между густотой древостоя тополя и количеством подроста сосны установлена отрицательная корреляция – r=-0,65. Возле пней тополя разного диаметра (результат незаконных рубок) корневой поросли не обнаружено. Подрост тополя по всей протяженности лесной полосы отсутствует, поэтому перспектива возобновления основной породой исключена. Аналогичная картина наблюдается в соседних тополевых лесных полосах. В то же время в этих же полосах можно наблюдать подрост сосны обыкновенной при близком подветренном расположении к взрослым сосновым древостоям. Наличие жизнеспособного подроста древесных видов из близлежащих массивов леса лесной полосы способствует появлению подроста сосны под пологом и возможности последующей смены видового состава насаждения. Возобновление сосны способно полностью заместить тополь, однако наблюдается неравномерность его распределения по площади, которую можно нивелировать проведением рубок ухода. Для дальнейшего функционирования обследованной лесной полосы, не нарушая непрерывность пользования ею, предлагается рубка усохших деревьев тополя бальзамического в несколько приемов и механическая обработка междурядий с последующим формированием древостоя из сосны обыкновенной ажурной конструкции.