Глава 3. Результаты исследований
3.1. Состояние исследуемого вопроса
Лес имеет огромное народнохозяйственное значение как источник многообразных восполняемых ресурсов. И если такой ресурс, как древесина, находит в некоторых отраслях частичную замену, то целый ряд ресурсов, таких, как средозащитных, санитарно-гигиенических и рекреационных, заменить никакими другими невозможно. Все лесные насаждения выполняют комплекс средозащитных функций, но в зависимости от их географического расположения одни функции в большей степени, другие в меньшей.
Средозащитные функции выполняют не только насаждения естественного происхождения, но и искусственного, и последние будут тем эффективнее, чем лучше будут учтены биологические свойства древесных и кустарниковых пород с конкретными лесорастительными условиями, чем яснее будут сформированы основные задачи, которые будут выполняться создаваемыми лесными культурами.
От своевременного восстановления вырубаемых площадей и гарей ценными в хозяйственном отношении древесными породами зависит не только соблюдение основного принципа в лесном хозяйстве - постоянство и непрерывность лесопользования, но и сохранения экологического равновесия в природе (Парамонов, Ишутин, 2000).
Для эффективного создания лесных культур, прежде всего, необходимо учесть положительные и отрицательные стороны их создания в предшествующие годы, т. е. созданию культур должен предшествовать анализ, и притом критический, работы предшественников. Лесные культуры результат работы поколений. Без соблюдения основных принципов создавать лесные культуры с заданными свойствами невозможно, а они следующие:
1. При лесовыращивании необходимо соблюдать принцип лесосеменного районирования, заготавливать семена с учетом типов лесорастительных условий и формового разнообразия. Для обеспечения предприятий семенами необходимо иметь достаточное число постоянных лесосеменных участков с проведением на них специальных мер по усилению семеношения. Вторым этапом является создание лесосеменной базы на элитной основе с использованием плюсовых деревьев и создание семенных плантаций семенным или вегетативным путем. Упор следует делать на местные породы, так как в процессе эволюции природа сформировала виды и формы древесных растений, которые отличаются самой высокой продуктивностью и устойчивостью против неблагоприятных факторов внешней среды. К примеру, в Тополинском лесхозе естественные сосновые насаждения имеют 3-4 классы бонитета, и поднять продуктивность насаждений путем создания культур сеянцами, выращенными в Боровлянском лесхозе (1-2 классы бонитета), не удается, так как очень разными оказываются наследственные особенности сосны, приспособленные к определенным лесорастительным условиям.
Принцип соответствия биологических свойств древесных пород лесорастительным условиям. Нарушение этого принципа ведет к выращиванию малоценных и низкопродуктивных или быстро усыхающих древостоев. И этому в лесокультурной практике Алтая имеется много примеров. Создание полезащитных лесных полос в Кулундинской степи самосевом березы пушистой из болотных местообитаний Новосибирской и Томской области привело к практически к полной гибели созданных полос, ибо береза пушистая более требовательна к влажности почвы, нежели береза повислая. Полезащитные лесные полосы из березы повислой растут и развиваются в данных сухих условиях вполне нормально. В степных условиях долговечность и биологическая устойчивость насаждений, выполняющих защитные функции, имеет первостепенное значение.
Принцип оптимального соотношения способов естественного и искусственного лесовосстановления. Игнорирование в данном конкретном лесорастительном районе того или иного способа лесовосстановления, приводит либо к нерациональному использованию земельных площадей, либо к ненужным затратам труда и средств. В таежных условиях со сплошной линией лесов и количеством годовых осадков свыше 500 мм в год основным способом является естественное зарастание вырубаемых площадей и гарей (Высоцкий, 1952). В малолесной зоне с интенсивным ведением лесного хозяйства уже преобладающим способом воспроизводства лесов стало искусственное лесовосстановление. Применительно к лесам Алтайского края в северной части ленточных боров, в свежих и травяных борах успех естественного возобновления возможен лишь при проведении несплошных рубок, а в южной части даже при проведении таких рубок оно растягивается на многие десятилетия. Поэтому принцип оптимального соотношения способов лесовосстановления, помимо учета климатических условий, должен в полной мере учитывать и типологическую структуру лесного фонда.
4. Принцип долговечности создаваемых искусственных насаждений напрямую связан с выбором главной породы, густотой посадки и про-израстания, обеспечением сохранности лесных культур и с устойчивостью насаждений к различным неблагоприятным почвенно-климатическим условиям и вредным насекомым (Габеев,1982). Г.Ф. Морозов(1970) считал, что загущение посадок позволяет раньше прекратить агротехнические уходы, способствует лучшему очищению стволов от сучьев, и стволы становятся более полнодревесными. Но в экстремальных почвенно-климатических условиях, которые имеют место на крайнем юго-востоке ареала сосны, в европейской части страны (Бузулукский бор), те же культуры сосны погибают при различной густоте их, в период после засушливого периода. Подобная картина в естественных насаждениях сосны имеет место и в южной части ленточных боров Алтая, когда наблюдается усыхание деревьев на пониженных местоположениях, при более близком залегании грунтовых вод, что связывается с особенностями развития корневой системы. При понижении уровня грунтовых вод корневые системы в пониженных местоположениях оказываются неспособными к обеспечению растений водой и пищей.
Нельзя сбрасывать со счетов и метод создания культур (посев или посадка), и способ обработки почвы (сплошная, бороздами, площадками). Метод создания культур и способ обработки почвы напрямую должны быть увязаны с конкретными лесорастительными условиями, а это, в качестве ответной реакции, позволит вырастить насаждение долговечное и высокопродуктивное.
Основой для создания искусственных насаждений является учение, о единстве организмов и среды обитания, В лесоведении оно находит отражение в единстве лесорастительных условий и типов леса, когда конкретным условиям соответствует определенный набор видов растений. Поэтому лесная типология является естественно-исторической основой для проектирования лесных культур и, в частности для смешения пород. (Парамонов, Ишутин, и др., 2000).
На территории Алтайского края большое разнообразие почвенно-климатических условий, что оказывает серьезное влияние не только на интенсивность ведения лесного хозяйства, но и на породный состав культур и технологию их создания. Поэтому важно определить, в каких типах леса необходимы лесные культуры. Где можно ожидать успешного возобновления основных древесных пород в результате проведения мер содействия естественному возобновлению, какое соотношение естественного и искусственного возобновления будет наиболее целесообразным с экологической и хозяйственной точки зрения. Эти сложные вопросы возможно решать лишь при учете многолетнего производственного опыта и постановки специальных исследований.
Создавая лесные культуры различного назначения, необходимо стремится к тому, чтобы из них формировались устойчивые в биологическом отношении экосистемы, характеризующиеся наличием лесной подстилки, специфического фитоклимата, плодоношения и способностью противостоять неблагоприятным погодно-климатическим условиям. Создание лесной среды (фитосреды) в сомкнутых культурах, превращение в саморегулирующиеся системы является залогом их долговечности и устойчивости.
Если в Европейской части России изыскание методов и способов искусственного лесовосстановления началось в конце XIX столетия, то в Сибири - в начале XX века. На территории Алтая первой попыткой создания культур сосны следует считать опыт, заложенный академиком К. Г. Лаксманом в 1768 году близ города Барнаула, который нашел отражение в литературе (Огиевский, 1966), но в натуре не сохранился. К настоящему времени самыми старыми лесными культурами на Алтае следует считать культуры сосны на территории Павловского лесничества Павловского лесхоза, созданные в 1902-1908 годах (Грибанов, 1960).
Они были созданы на сплошно-задерневшей поляне, бывшей под пашней, по бороздам шириной 30-40 см и нарезанных через 1,5 метра. Посадка велась 2-х летним посадочным материалом вручную под посадочный кол с расстоянием между растениями 0,7м (Месоед, 1934). Обследование проведенное в 1997 году, когда культурам было 90 лет, показало, что их средняя высота составила 24 метра, диаметр 26 см, при полноте 0,8 запас составил 300 м3 / га, Насаждения развиваются по первому классу бонитета (Парамонов и др., 1997).
Лесокультурное производство идет следом за освоением территории рубками леса. Вслед за ленточными борами, культуры стали создавать в Приобье, а позднее в Салаире и Предгорном Алтае. Но интенсивность развития этих работ оказалась различной и была напрямую связана с хозяйственной деятельностью. Практические работы по посадке леса на Алтае начались с 1930 года, и их объемы по краю не превышали 1,5 тыс. га в год. В эти объемы не входили выполненные работы по шелюгованию песков, которые росли быстрыми темпами, особенно в южных районах ленточных боров. Были закреплены пески шелюгой на площади 10 тыс. га (Парамонов и др., 1997).
В начале лесокультурные работы сопровождались крупными неудачами, сказалось отсутствие для местных условий надежных способов производства культур. Биологические основы агротехники создания культур сосны в средней части ленточных боров были разработаны Лебяжинской ЛОС в 1930-1933годах (Смирнов, 1966).
Планомерные же работы по искусственному возобновлению сосны в ленточных борах начались с 1937 года. Обследование этих культур сотрудниками Лебяженской ЛОС позволило разработать рекомендации по повышению эффективности лесокультурного производства. Главное состояло в том, что обработку почвы следует вести по системе двухлетнего черного пара и создание культур осуществлять 2-х летними сеянцами сосны ранней весной при оттаивании почвы на 25-30 см .
Ленточные боры Алтая имеют большее защитное значение для сельского хозяйства прилегающих районов, что было признано в 1936 году. К этому периоду, по данным лесоустройства 1929 года, в них было 159,7 тыс.га гарей, 76,3 тыс. га прогалин, 67,4 тыс. га низкополнотных насаждений.
За 1937-1941 годы в ленточных борах было закультивировано 5922 га пустырей и гарей, при обследовании их в 50-х годах до 30 % оказались погибшими, основная причина их гибели - несоблюдение агротехники выращивания. В то же время ряд лесхозов добились высоких показателей: так, приживаемость культур в Лебяжинском лесхозе составила 73%, а в Тополинском лесхозе за 1934 - 1950гг создано 1623 га культур со средней приживаемостью 79,5% (Грибанов, 1960). С образованием Министерства лесного хозяйства СССР работы по лесовосстановлению в ленточных борах резко активизировались по объему, но не по качеству. За 1947-1951 годы было закультивировано 36843 га, а средняя приживаемость составила 57%.
Создание лесных культур в ленточных борах Алтайского края с 1952г. и Казахстана с 1955 года проводится по техническим проектам, составленным Саратовской агролесомелиоративной экспедицией Всесоюзного объединения «Агролеспроект» с использованием ею материалов Лебяжинской ЛОС и производственного опыта (Смирнов, 1966). Рекомендованы основные схемы лесных культур, которые были разработаны применительно к особенностям лесорастительной среды на основе механизации работ (начиная с подготовки почвы, кончая уходом за культурами в междурядьях).
В 60-х годах в среднем в год лесовосстановительные мероприятия проводились на площади 18,0 тыс. га то уже в следующее десятилетие они возросли в два раза и составили 36,8 тыс. га. Объемы сохранились и в 70-е годы. В эти же 20 лет было создано 80 тыс. га защитных насаждений , в том числе и государственные защитные лесные полосы.
В дальнейшем объемы работ сокращаются, и не только в защитном лесоразведении, но и в гослесфонде, и составили к 1997 году всего 3,2 тыс. га. Снижение объемов лесокультурного производства обусловлено несколькими причинами, но основными являются следующие:
- использование площадей лесокультурного фонда, особенно по Ленточно-боровому району;
- резкое сокращение площадей гарей, отсутствие сплошно-лесосечных рубок в хвойном хозяйстве не приводит к накоплению не возобновившихся лесосек.
Для обеспечения лесовосстановительных работ в гослесфонде и создания защитных насаждений ежегодно в крае заготавливается до 4 тонн сосновых семян (Бугаев и др., 1988).
Рекомендациями по выращиванию лесных культур предлагается так размещать деревья, чтобы обеспечивалось прохождение тракторных агрегатов вдоль рядов. В этом случае 3 - 4,5 метровые междурядья можно использовать как технологические коридоры. В отдельных случаях допускается закладывать культуры с междурядьями равной ширины с последующим созданием технологических коридоров путем вырубки целых рядов. Шаг посадки можно изменять (в зависимости от ширины междурядий и заданной густоты культур) в пределах 0.5 - 1.5 м, но он должен быть постоянным в пределах древостоя. Количество высаживаемого посадочного материала на 1 га в условиях ленточных боров составляет от 6 до 12 тыс. штук (Парамонов и др., 1997).
Анализ изданных в последние годы материалов рекомендательного характера показывает, что для их авторов предпочтительны культуры сосны с 1.5 - 4.5 метровыми междурядьями и различным шагом посадки: реже - 0.5 и 1.5 м (преимущественно в опытных насаждениях), чаще – 0,75м.
Несомненно, формирование культур сосны требует и других лесово-дственных и агротехнических мероприятий, увязанных с конкретными условиями произрастания, возможностями и задачами хозяйствования: глубокой обработки почвы между рядами культур; защиты от повреждений лосями; борьбы с подкорным клопом и майским хрущем, посева почвоулучшающих трав, посадки кустарника и др.
Отведённые под лесные культуры площади это в основном не раскорчёванные вырубки и гари, что препятствует применению механизации при лесовосстановлении. Существующие способы корчёвки пней не совершенны: с одной стороны, шум, вибрация, пыль влияют на условия труда тракториста, с другой - нарушается экология, снижается плодородие песчаных и супесчаных почв, увеличивается стоимость лесовосстановительных работ.
Современные способы раскорчёвок, с помощью мощных корчевателей приводят к большим физическим нагрузкам тракториста и изменяют естественное сложение почвы, (она уплотняется, утрачивается её поверхностная и глубинная ризосфера). А также в верхних горизонтах после корчёвки снижается содержание гумуса, азота, фосфора и калия, что отрицательно сказывается на состоянии саженцев. Поэтому лучше всего создавать культуры на не раскорчёванных вырубках, а подготовку почвы к посадке осуществлять бульдозерами или плугами, бороздами или полосами.
Но существует и биологический способ разрушения пней, с помощью активных грибов разрушителей древесины. Необходимо только инфецировать пни на лесокультурной (лесосеки, пожарища) площади субстратом, зараженным спорами гриба-разрушителя. Предположительно, в течение 2-3 лет пни и крупные корни должны разрушиться, следом провести подготовку почвы. Такой опыт был заложен в южной части ленточных боров, но оказался без перспективным, предположительно по причине сухости климата (Маленко, 2000).
Сплошную же обработку почвы на свежих не раскорчёванных гарях и вырубках лучше всего осуществлять тяжёлыми боронами (БДТ-2.5; БДТ-2.0) с дисковыми рабочими органами и с использованием трактора "Беларусь". Тщательная сплошная обработка почвы с содержанием её до посадки в состоянии чёрного пара обеспечивает качественную, механизированную посадку культур и сокращению числа последующих агротехнических уходов. Обработку лучше всего проводить сразу после лесозаготовительных работ (весной или летом), что в дальнейшем создаст благоприятные условия для приживаемости и роста саженцев, избавит от агротехнических уходов в ряду культур. Механизированную посадку лучше всего проводить лесопосадочной машиной МЛУ-1, имеющую сошник с тупым углом вхождения в почву. Благодаря этому машины легко преодолевают корни и низкие пни.
При восстановлении обширных гарей перспективно использовать на посадке леса усовершенствованную по рационализаторскому предложению КазНИИЛХА лесопосадочную машину МЛУ-1. С ее помощью производится посадка леса одновременно с подготовкой почвы, что экономит средства на этой операции. При этом происходит более глубокое рыхление почвы, что способствует лучшей приживаемости и росту посадок (Маленко, 2004).
Чем раньше проведено в культурах первое разреживание, тем быстрее восстанавливается в них прирост и по объему уравнивается с приростом контрольного древостоя. В разреженных насаждениях основная доля прироста аккумулируется на самых крупных деревьях и практически исключается отпад.
Рост и устойчивость лесных насаждений в засушливых условиях, во многом зависит от наличия влаги в почве. Именно этот фактор, по мнению Л. Н. Грибанова (1960), является лимитирующим, оказывающим влияние в первую очередь на приживаемость сеянцев.
Темпы лесовосстановления в лесном фонде Озеро-Кузнецовского лесничества (лесхоз) за последние годы приведены в таблице 15.
Таблица 15.
Темпы лесовосстановления в Озеро-Кузнецовском лесхозе Алтайского края
Объемы лесовосстановления по годам, га |
|||||||||||
Годы |
1959 |
1960 |
1961 |
1962 |
1963 |
1964 |
1965 |
1966 |
1967 |
1968 |
1969 |
Объем |
1072 |
1043 |
1250 |
1360 |
613 |
372 |
1044 |
813 |
723 |
790 |
747 |
Годы |
1970 |
1971 |
1972 |
1973 |
1974 |
1975 |
1976 |
1977 |
1978 |
1979 |
1980 |
Объем |
415 |
620 |
700 |
600 |
622 |
560 |
600 |
600 |
600 |
490 |
510 |
Годы |
1981 |
1982 |
1983 |
1984 |
1985 |
1986 |
1987 |
1988 |
1989 |
1990 |
1991 |
Объем |
510 |
510 |
550 |
560 |
410 |
430 |
230 |
220 |
100 |
100 |
100 |
Годы |
1992 |
1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
Объем |
100 |
100 |
70 |
62 |
62 |
62 |
155 |
100 |
500 |
303 |
450 |
Годы |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
Итого |
||
Объем |
450 |
505 |
485 |
450 |
66 |
60 |
60 |
60 |
23964 га |
В различные периоды создания лесных культур в Озеро-Кузнецовском лесничестве практиковалось смешение сосны с шелюгой, которое проводилось укорененными черенками в соотношении 3:1.
Эффективность способов посадки сосны в ленточных борах Алтайского края приведена в таблице 16.
Таблица 16.
Эффективность способов посадки сосны в ленточных борах Алтайского края
Годы |
Создано лесных культур |
С предварите- льным шелюго ванием |
По сплошной об- работке почвы |
По бороздам
|
Полосная обработка почвы |
Без обработкипочвы |
Переве- дены в лесные насажд. |
Поги- бли |
1959 |
5682 |
3750 |
5682 |
|
|
|
5011 |
284 |
1960 |
5911 |
3132 |
5911 |
|
|
|
4670 |
414 |
1961 |
6434 |
3566 |
6434 |
|
|
|
4928 |
1231 |
1962 |
6397 |
3902 |
6397 |
|
|
|
5329 |
767 |
1963 |
5226 |
2509 |
5226 |
|
|
|
4236 |
626 |
1964 |
2893 |
1676 |
2893 |
|
|
|
2110 |
347 |
1965 |
5778 |
3341 |
5778 |
|
|
|
4624 |
519 |
1966 |
5531 |
3595 |
5531 |
|
|
|
4037 |
608 |
1967 |
3964 |
2339 |
3964 |
|
|
|
2814 |
515 |
1968 |
3708 |
2596 |
3683 |
25 |
|
|
3345 |
298 |
1969 |
3837 |
1843 |
2829 |
8 |
|
|
3107 |
355 |
1970 |
2232 |
1384 |
2205 |
27 |
|
|
1674 |
335 |
1971 |
3370 |
1651 |
2865 |
505 |
|
|
2561 |
265 |
1972 |
3657 |
1721 |
2965 |
692 |
|
|
2670 |
987 |
1973 |
4281 |
2654 |
3724 |
557 |
|
|
3082 |
|
1974 |
4206 |
1848 |
3326 |
880 |
|
|
2524 |
277 |
1975 |
4140 |
2318 |
3064 |
1076 |
|
|
2691 |
348 |
1976 |
4510 |
1939 |
3157 |
1353 |
|
|
2932 |
947 |
1977 |
4528 |
2655 |
2938 |
1590 |
|
|
2853 |
906 |
1978 |
4200 |
2142 |
2604 |
1596 |
|
|
2520 |
1358 |
1979 |
3790 |
1668 |
2274 |
1516 |
|
|
2246 |
943 |
1980 |
3961 |
1662 |
2060 |
1901 |
|
|
1969 |
1787 |
1981 |
4215 |
1939 |
2318 |
1897 |
|
|
1652 |
2248 |
1982 |
4460 |
2899 |
2587 |
1873 |
|
|
1253 |
2347 |
1983 |
4510 |
3261 |
2706 |
1804 |
|
|
2965 |
1005 |
1984 |
4370 |
2596 |
2272 |
2098 |
|
|
3309 |
758 |
1985 |
3840 |
1456 |
2277 |
1563 |
|
|
3039 |
281 |
1986 |
3600 |
1938 |
2189 |
1411 |
|
|
2572 |
259 |
1987 |
3380 |
1841 |
2235 |
1145 |
|
|
1944 |
674 |
1988 |
3570 |
2142 |
2395 |
1175 |
|
|
1661 |
1160 |
1989 |
2090 |
1164 |
1226 |
864 |
|
|
532 |
1054 |
1990 |
1920 |
968 |
1012 |
908 |
|
|
245 |
1354 |
1991 |
1652 |
921 |
981 |
671 |
|
|
866 |
377 |
1992 |
1436 |
690 |
986 |
450 |
|
|
1089 |
190 |
1993 |
1214 |
714 |
554 |
660 |
|
|
613 |
193 |
1994 |
1008 |
683 |
1008 |
- |
|
|
509 |
469 |
1995 |
483 |
226 |
463 |
20 |
|
|
1002 |
377 |
1996 |
463 |
198 |
316 |
147 |
|
|
1092 |
279 |
1997 |
691 |
293 |
387 |
304 |
|
|
841 |
397 |
1998 |
1113 |
635 |
463 |
386 |
|
264 |
1498 |
175 |
1999 |
486 |
421 |
211 |
275 |
|
|
1012 |
92 |
2000 |
5167 |
2054 |
- |
4395 |
767 |
|
5125 |
42 |
2001 |
5076 |
3448 |
680 |
3480 |
790 |
|
4998 |
55 |
2002 |
5281 |
2731 |
1634 |
1643 |
2004 |
|
4546 |
13 |
2003 |
5124 |
2458 |
821 |
4303 |
- |
|
565 |
- |
2004 |
5844 |
2609 |
883 |
5011 |
- |
|
313 |
120 |
2005 |
6145 |
1915 |
990 |
5155 |
- |
5 |
115 |
26 |
2006 |
6334 |
- |
900 |
5434 |
- |
126 |
- |
- |
2007 |
5857 |
- |
1037 |
4808 |
- |
- |
- |
- |
2008 |
1446 |
- |
- |
4446 |
- |
- |
- |
- |
2009 |
4260 |
- |
- |
4260 |
- |
- |
- |
- |
2010 |
3641 |
- |
- |
3641 |
- |
- |
- |
- |
итого |
196912 |
94091 |
119041 |
75953 |
3561 |
395 |
115289 |
44427 |