Глава 1. Состояние исследуемого вопроса
Одной из важнейших задач современного развития лесного хозяйства является своевременное и качественное воспроизводство лесов, сохранение их ресурсного, социального, экологического и биологического разнообразия. Решение поставленных задач возможно на основе внедрения научно-обоснованных региональных систем ведения лесного хозяйства, разработанных на принципах неистощительного и рационального лесопользования, улучшения качественного состава насаждений и повышения их продуктивности.
Лесовосстановительные работы в России имеют долгую историю. Так ещё в XVI в. под Ярославлем были созданы культуры сосны сибирской. Пётр I для кораблестроения закладывал дубовые рощи.
Количество высаживаемых сеянцев на лесокультурной площади имеет очень большое значение в формировании устойчивых лесных насаждений. Мнения ученых и практиков по этому вопросу расходятся до настоящего времени. Одни думают, что нужно садить культуры более гуще, другие более разреженее.
Искусственное лесовосстановление происходит в процессе засаживания площади, в лесах с недостаточной полнотой, а так–же полного его отсутствия, на пример гари, пустыри.
Профессор Г.Ф. Морозов (1930) указывал, что при определении первоначальной густоты посадок нужно не терять «из виду главного фактора в данном вопросе - условии места произрастания». Густоту посадки необходимо выбирать в зависимости от почвенно-грунтовых условий и чем они менее благоприятны, тем быстрее необходимо добиваться сомкнутости, а также необходима более густая посадка.
Согласно приказа Минприроды России от 29.06.2016 № 375 «Об утверждении Правил лесовосстановления».
Лесовосстановление должно обеспечивать восстановление лесных на-
саждений, сохранение биологического разнообразия лесов, сохранение поле-
зных функций лесов. Лесовосстановление можно выполнять несколькими путями: естественным, искусственным и комбинированным способами возобновления. Но нужно помнить, что естественное возобновление не всегда возможно по разным причинам. Поэтому стоит уделить внимание искусственному лесовосстановлению.
В данный момент задачей искусственного лесовосстановления является выращивание высокопродуктивных лесных насаждений в наиболее кратчайшие сроки. Для этого необходимо выполнять множество мероприятий по формированию качественного посадочного материала хозяйственно ценных пород с учетом климатических, экологических и экономических условий региона.
Лесные культуры, характеризующиеся общими показателями создания, породным составом, размещением и густотой культивируемых древесных растений, относятся к определенному типу.
Основным лесокультурным фондом являются свежие не раскорчеванные вырубки. Имеется два метода создания лесных культур - посевом и посадкой.
Обычно лучшие результаты дает посадка. Посевы удаются хуже вследствие уничтожение их животными, плохого качества подготовки почвы, забрасывание и дальнейшее зарастание зарастания посевных мест и невозможности обеспечить правильный лесокультурный уход. Проведение лесокультурных работ в основном механизировано и базируется на использовании тракторной техники, машин и орудий для расчистки площадей, обработки почвы, посева и посадки культур, а также ухода за ними.
Создание лесных культур требует постоянного наблюдения и контроля над состоянием, особенно до полного их смыкания и перевода в лесопокрытую площадь. Контроль над качеством практически осуществляется на всех этапах лесокультурного процесса, и важнейшими звеньями являются техническая приемка и инвентаризация. Техническая приемка лесных культур - установление фактических объемов и качества выполненных работ по посадке или посеву леса и их соответствия проекту лесных культур (ГОСТ 17559-82 «Лесные культуры. Термины и определения»). При этом проверяются: правильность отвода и оформления участков, выбора главной и сопутствующих пород, технологии создания культур, густоты и размещения посадочных или посевных мест, качество выполненных работ и состояние культур.
Также немало важным этапом контроля проводимых лесовосстановительных мероприятий является инвентаризация лесных культур и площадей, оставленных под естественное заращение с мерами содействия естественному возобновлению леса (ГОСТ 17559-82 «Лесные культуры. Термины и определения»).
Сосна обыкновенная – светолюбивая и засухоустойчивая древесная порода, широко распространена на территории России. Растет на многих видах почв, мало требовательная к их плодородию, произрастает даже в заболоченной местности. Имеет несколько разновидностей сосна лапландская, сосна рижская, сосна меловая, кулундинская и другие.
Повышение продуктивности, качества, устойчивости лесов, усиление их средообразующих функций - одна из основных задач лесного комплекса РФ. Средством для этого решения является использование при лесовостановлении, саженцы с более продуктивными и надежными наследственными свойствами.
Посадку сосны следует проводить весной, до начала её роста и осенью, для лучшей её приживаемости и меньших потерь. Самая оптимальная кислотность для сосны pH = 6–7, т.к. сильно кислая или щелочная среды, плохо отражается на росте и продуктивности сосны.
Для посадки следует выбрать не слишком открытые места, а с легка затененные, так как это может пагубно повлиять на приживаемость лесных культур. Нужно заранее подготовить место для посадки, произвести пропашку плугом, а затем посадить в заранее подготовленную лунку, не
забыв уплотнить почву в области корня.
При выборе схемы посадки, рекомендуют высаживать сосну рядами через 2-3 м и шагом посадки в ряду не гуще 1 м.
Плохой рост подроста сосны, особенно под сильно затенённым пологом взрослых насаждений, произрастающих на не плодородных почвах, объясняется не только недостатком света и тепла, но и не достатком питания так как более взрослые деревья забирают все питательные элементы и влагу.
Основной для создания лесных культур является обоюдная связь между организмами и средой их обитания. В лесоведении оно находится в единстве лесорастительных условий и типов леса, когда конкретным условиям соответствует определённый набор видов растений.
На территории Алтайского края большое разнообразие почвенно-климатических условий, которое оказывает серьезное влияние не только на интенсивность ведения лесного хозяйства, но и на породный состав культур и процесса их создания. Поэтому, важно понимать, в каких условиях необходимо производить посадку и с какой интенсивность за ними надо следить и ухаживать при необходимости, а в других типах леса можно только способствовать или вовсе не участвовать в их создании, а наблюдать за хорошим естественным возобновлением.
С образованием Министерства лесного хозяйства СССР работы по лесовосстановлению в ленточных борах резко активизировались по объёмам, но не по качеству. Помимо жестких климатических условий, важно соблюдать агротехнику выращивания лесных культур, а также немаловажным является антропогенный фактор. Из-за нехватки квалифицированных специалистов уходит время на их обучение, необходимо понимания в каких условий местопроизрастания насколько качественно проходит процесс естественного возобновления леса.
По данным многочисленных исследований (Степин, 1968, Колесников, 1968, Попова, 1973, Писаренко, Мерзленко, 1990) ученые, изучавшие ход роста лесных культур, пришли к выводу, что они, по сравнению с естественным возобновлением оказываются более производительными, на один класс бонитета.
Искусственное лесовосстановление требует больших затрат времени на их выращивание, но это еще не приняло большого значения, для много числа людей, из-за этого вырубка лесов идет в разы интенсивнее. И в следствие чего начинается изреживание лесов и дальнейшее их исчезновение.
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 и др., 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 III-IV классы бонитета, и поднять продуктивность насаждений путем создания культур сеянцами, выращенными в Боровлянском лесхозе (I-II классы бонитета), не удается, так как очень разными оказываются наследственные особенности сосны, приспособленные к определенным лесорастительным условиям.
2. 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, поскольку 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.
3. 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 произво-
дственного 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 погодными условиям. Создание лесной среды (фитосреды) в сомкнутых культурах, превращение в саморегулирующиеся системы является залогом их долговечности и устойчивости.
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 1930-1933 годах (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 естест-
венное 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.
Таким образом, научных исследований, по актуальной проблеме, связанной с искусственным лесовосстановлением в лесном фонде проведено много.
