Supply of Siberian Pine (Pinus sibirica Du Tour.) Undergrowth in Mature and Overmature Coniferous Stands in the Northern Taiga Subzone
Supply of Siberian Pine (Pinus sibirica Du Tour.) Undergrowth in Mature and Overmature Coniferous Stands in the Northern Taiga Subzone
Abstract
On the example of the "key" Soviet forestry of the Khanty-Mansiysk Autonomous District – Yugra the availability of Siberian pine undergrowth in mature and overmature stands of light coniferous and dark coniferous formations in the northern taiga subzone, West Siberian North Taiga plain forest region was analysed. It was found that a significant part of mature and overmature light-coniferous and dark-coniferous stands has Siberian pine undergrowth under the canopy in an amount sufficient for the formation of stands dominated by this species in future stands. The maximum supply is characterized by mature stands, which indicates the prevention of accumulation of overmature stands. The best availability of Siberian pine undergrowth is characterized by mature and overmature stands of lichen, green-moss and grass forest type groups with relative completeness of 0.6 and bilberry-long-moss and grass-bog forest type groups with completeness of 0.4–0.5.
It is advisable to transform light coniferous and dark coniferous stands into native pine forests by uniform and gradual cuttings in green-moss and grass groups of forest types. In order to maximize the conservation of Siberian pine, felling should be carried out in the winter period, reinforcing logging trails with cuttings.
1. Введение
Исследования, выполненные в лесах Западной Сибири , , наглядно подтвердили, что ход роста насаждений сосны сибирской (кедровой) (Pinus sibirica Du Tour.) подчиняется определённой закономерности, согласно которой древостой проходит несколько стадий.
В случае гибели кедрового насаждения в результате пожара, штормового ветра, эпифитотии насекомых или сплошнолесосечной рубки участок переходит в категорию земель не покрытых лесной растительностью и на нем начинает формироваться молодой древостой.
Сосна сибирская является зоохорным видом и её семена распространяются преимущественно мелкими млекопитающими и птицами. Основным распространителем семян сосны сибирской является кедровка тонкоклювая (Nucifraga cargocatactes L.), которая охотно прячет семена на участках, где снег зимой сдувается ветром, то есть на вырубках и гарях . Часть спрятанных кедровкой семян остается невостребованной и за счет их начинает накапливаться подрост данной сосны.
Кроме сосны сибирской на вырубках, гарях и других непокрытых лесных участках естественно поселяются другие виды пород лесообразователей и в результате здесь формируются мягколиственные молодняки с участием в составе сосны и осины, а в подросте тёмнохвойных пород. Поскольку сосна сибирская растет медленно, формирование насаждений с доминированием её в составе древостоев происходит со сменой пород.
Вначале участок занимают мягколиственные насаждения, затем они сменяются ельниками и только после выпадения ели, то есть к возрасту 280–300 лет формируются чистые кедровники , , .
Поскольку возраст спелости у ели, пихты, сосны обыкновенной наступает значительно раньше, чем у сосны сибирской, важное значение имеет наличие под пологом хвойных и мягколиственных насаждений жизнеспособного подроста сосны кедровой. Работы учёных, выполненные в разных регионах как нашей страны, так и за её пределами, свидетельствуют о наличии значительного количества под пологом насаждений различных формаций подроста предварительной генерации основных древесных пород лесообразователей , , , . Указанный подрост служит базовой основой для выращивания молодняков на вырубках, образующихся в результате сплошнолесосечных или завершающего приёма постепенных рубок, а также основой для переформирования производных мягколиственных насаждений в коренные хвойные , , , . К сожалению, аналогичных данных крайне недостаточно для подлежащих рубке насаждений в подзоне северной тайги Западной Сибири. Последнее относится прежде всего к подросту сосны сибирской. Указанное создает сложности в научно-обоснованном выборе вида и технологии рубок, направленных на увеличение доли насаждений сосны сибирской.
2. Цель, объекты и методики исследований
Цель исследований – анализ количественных и качественных показателей подроста в достигших возраста спелости насаждениях как основы для выбора способа рубок указанных насаждений на территории подзоны северной тайги.
Объектом исследований являлись достигшие возраста спелости насаждения Советского лесничества Ханты-Мансийского автономного округа – Югры (ХМАО-Югры). Указанное лесничество было выбрано в качестве «ключевого» для условий подзоны северной тайги Западно-Сибирского северо-таежного равнинного лесного района .
При проведении исследований были использованы базы данных лесоустроительных материалов по указанному лесничеству. Анализ повыдельной базы данных производился с использованием SQL-запросов на базе программы MapInfo . При этом все достигшие возраста спелости насаждения распределялись на три формации: светлохвойная, темнохвойная и кедровая. В светлохвойную формацию включались выдела с доминированием в составе сосны обыкновенной и лиственницы сибирской. В темнохвойную – ели сибирской и пихты сибирской. В третью, кедровую формацию, включались насаждения с долей участия сосны сибирской 3 и более единицы формулы состава. Поскольку рубки в кедровой формации запрещены, данные об обеспеченности насаждений данной формации подростом сосны сибирской из расчетов исключены.
Обеспеченность подростом устанавливалась согласно требованиям действующего нормативного технического документа . Все анализируемые выдела, с учетом количества жизнеспособного подроста сосны сибирской, были разделены на следующие несколько групп. Так, достигшие возраста спелости насаждения лишайниковой, зеленомошной и чернично-долгомошной групп типов леса (ГТЛ) светлохвойной формации разделены на группы с количеством подроста сосны сибирской более 1,5; 1,0–1,5 и менее 1,0 тыс. шт./га.
В темнохвойной формации для насаждений зеленомошной ГТЛ выделены группы обеспеченности подростом, аналогичные таковым в светлохвойной формации. В насаждениях травяной и травяно-болотной ГТЛ выделены две группы обеспеченности подростом: более 1,0 и 0,5–1,0 тыс. шт./га.
3. Основные результаты и обсуждение
Установлено, что площадь светлохвойных насаждений, достигших возраста спелости в Советском лесничестве составляет 784894,0 га, а площадь аналогичных насаждений темнохвойной формации 158790,0 га. Площадь насаждений, имеющих подрост сосны сибирской в светлохвойной формации составляет 172969,4 га (22,0 %), а в темнохвойной – 34487,6 га (21,7 %) (табл. 1).
Таблица 1 - Распределение спелых и перестойных хвойных насаждений Советского лесничества ХМАО-Югры по группам типов леса и обеспеченности подростом
Количество подроста сосны сибирской, тыс. шт./га | Ед. изм. | Группа возраста | Всего | ||
спелые | перестойные | ||||
Светлохвойная формация Лишайниковая ГТЛ | |||||
Более 1,5 | га | 1827,0 | 485,7 | 2312,7 | |
% | 1,1 | 0,3 | 1,4 | ||
1,0–1,5 | га | 600,2 | 57,1 | 657,3 | |
% | 0,4 | 0 | 0,4 | ||
Менее 1,0 | га | 498,6 | 19,9 | 518,5 | |
% | 0,3 | 0 | 0,3 | ||
Итого | га | 2925,8 | 562,7 | 3488,5 | |
% | 1,7 | 0,3 | 2,0 | ||
Зеленомошная ГТЛ | |||||
Более 1,5 | га | 81347,0 | 45751,1 | 127098,1 | |
% | 47,0 | 26,5 | 74,5 | ||
1–1,5 | га | 2831,3 | 702,3 | 3533,6 | |
% | 1,6 | 0,4 | 2,0 | ||
Менее 1,0 | га | 1425,6 | 211,8 | 1637,4 | |
% | 0,8 | 0,1 | 0,9 | ||
Итого | га | 85603,9 | 46665,2 | 132269,1 | |
% | 49,5 | 27,0 | 76,5 | ||
Чернично-долгомошная ГТЛ | |||||
Более 1,5 | га | 22760,0 | 13420,5 | 36180,5 | |
% | 13,1 | 7,8 | 20,9 | ||
1,0–1,5 | га | 682,5 | 348,8 | 1031,3 | |
% | 0,4 | 0,2 | 0,6 | ||
Итого | га | 23442,5 | 13769,3 | 37211,8 | |
% | 13,5 | 8,0 | 21,5 | ||
Всего по лесничеству | га | 111972,2 | 60997,2 | 172969,4 | |
% | 64,7 | 35,3 | 100 | ||
Темнохвойная формация Зеленомошная ГТЛ | |||||
Более 1,5 | га | 8835,9 | 4465,8 | 13301,7 | |
% | 25,7 | 12,0 | 38,5 | ||
1,0–1,5 | га | 276,2 | 28,9 | 305,1 | |
% | 0,8 | 0,1 | 0,9 | ||
Менее 1,0 | га | 117,6 | 0 | 117,6 | |
% | 0,3 | 0 | 0,3 | ||
Итого | га | 9229,7 | 4494,7 | 13724,4 | |
% | 26,8 | 13,0 | 39,8 | ||
Травяная ГТЛ | |||||
Более 1,0 | га | 10426,7 | 5793,0 | 16219,7 | |
% | 30,2 | 16,8 | 47,0 | ||
0,5–1,0 | га | 243,3 | 226,1 | 469,4 | |
% | 0,7 | 0,7 | 1,4 | ||
Итого | га | 10670,0 | 6019,1 | 16689,1 | |
% | 30,9 | 17,5 | 48,4 | ||
Травяно-болотная ГТЛ | |||||
Более 1,0 | га | 3035,2 | 884,6 | 3919,8 | |
% | 8,8 | 2,6 | 11,4 | ||
0,5–1,0 | га | 154,3 | 0 | 154,3 | |
% | 0,4 | 0 | 0,4 | ||
Итого | га | 3189,5 | 884,6 | 4074,1 | |
% | 9,2 | 2,6 | 11,8 | ||
Всего | га | 23089,2 | 11398,4 | 34487,6 | |
% | 66,9 | 33,1 | 100 | ||
Примечание: ГТЛ – группа типов леса
Согласно данных таблицы 1, лучшей обеспеченностью подростом сосны сибирской характеризуются более молодые насаждения как светлохвойной, так и темнохвойной формаций. Следовательно, при ориентации на выращивание насаждений сосны сибирской рубки следует проводить сразу при достижении светлохвойными и темнохвойными насаждениями возраста спелости.
В светлохвойных насаждениях большим наличием подроста сосны сибирской характеризуются участки зеленомошной ГТЛ. Из всех светлохвойных насаждений, достигших возраста спелости, на долю насаждений ГТЛ, где количество подроста сосны сибирской превышает 1,5 тыс. шт. /га, приходится 74,5%. Если учесть, что именно в данной ГТЛ лесорастительные условия наиболее благоприятны для выращивания сосны сибирской установленный факт можно считать положительным.
Меньше всего подроста в лишайниковой ГТЛ, что вполне объяснимо низким для сосны сибирской плодородием почвы и недостатком влаги. Исходя из указанных факторов, нецелесообразно стремиться к формированию кедровников в зеленомошных типах леса.
Доля насаждений с подростом сосны сибирской в чернично-долгомошной ГТЛ несколько больше, чем в лишайниковой. Однако данные насаждения не вполне благоприятны по лесорастительным условиям для выращивания высокопроизводительных насаждений сосны сибирской.
В темнохвойных насаждениях накопление подроста сосны сибирской лучше протекает в травяной и зеленомошной ГТЛ. Именно здесь имеет смысл переформировывать ельники в кедровники выборочными рубками за счет имеющегося подроста предварительной генерации.
В насаждениях травяно-болотной ГТЛ подроста сосны сибирской относительно немного. При этом лесорастительные условия неблагоприятны в данных типах леса для выращивания высокопроизводительных насаждений сосны сибирской. Здесь целесообразно иметь данную породу в составе древостоев как кормовую базу для диких животных и птиц.
Анализируя обеспеченность насаждений, достигших возраста спелости подростом сосны сибирской, нельзя не отметить влияние на накопление подроста относительной полноты древостоев (табл. 2).
Данные таблицы 2 свидетельствуют, что в светлохвойных насаждениях всех ГТЛ лучшей обеспеченностью подростом сосны сибирской зарекомендовали себя насаждения с относительной полнотой 0,6. При этом исключение составляют насаждения чернично-долгомошной ГТЛ, в которых выше доля насаждений с подростом сосны сибирской зафиксирована при относительных полнотах 0,5 и 0,4.
Под пологом высокополнотных светлохвойных насаждений подрост сосны сибирской практически не встречается. Последнее следует учитывать при планировании вида и интенсивности выборочных рубок.
Темнохвойные насаждения в меньшей степени обеспечены подростом сосны сибирской. При этом общие закономерности накопления подроста аналогичны таковым в насаждениях светлохвойной формации. Так, в зеленомошных и травяных типах леса наиболее обеспечены подростом сосны сибирской насаждения с относительной полнотой древостоев 0,6, а в травяно-болотной – 0,5 и 0,4.
Высокополнотные темнохвойные насаждения, так же, как и светлохвойные, практически не имеют под пологом подроста сосны сибирской предварительной генерации.
Таблица 2 - Обеспеченность подростом сосны сибирской спелых и перестойных светлохвойных и темнохвойных насаждений Советского лесничества
Количество подроста сосны сибирской, шт./га | Ед. изм. | Относительная полнота древостоя, ед | Всего | ||||||||
0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | ||||
Светлохвойная формация Лишайниковая ГТЛ | |||||||||||
Более 1,5 | га | 3,6 | 127,0 | 368,3 | 1393,9 | 244,1 | 175,8 | 0 | 0 | 2312,7 | |
% | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,8 | 0,1 | 0,1 | 0 | 0 | 1,3 | ||
1,0–1,5 | га | 0 | 17,2 | 86,1 | 215,2 | 290,0 | 48,8 | 0 | 0 | 657,3 | |
% | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,2 | 0 | 0 | 0 | 0,4 | ||
Менее 1,0 | га | 0 | 8,0 | 119,8 | 192,9 | 83,9 | 113,9 | 0 | 0 | 518,5 | |
% | 0 | 0 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0 | 0 | 0,3 | ||
Итого | га | 3,6 | 152,2 | 574,2 | 1802,0 | 618,0 | 338,5 | 0 | 0 | 3488,5 | |
% | 0 | 0,1 | 0,3 | 1,0 | 0,4 | 0,2 | 0 | 0 | 2,1 | ||
Зеленомошная ГТЛ | |||||||||||
Более 1,5 | га | 1831,8 | 8638,2 | 35118,6 | 52407,9 | 22368,2 | 6145,8 | 560,9 | 26,7 | 127098,1 | |
% | 1,1 | 5,0 | 20,3 | 30,3 | 12,9 | 3,6 | 0,3 | 0 | 73,5 | ||
1,0–1,5 | га | 72,3 | 97,4 | 658,2 | 973,8 | 838,4 | 763,3 | 130,2 | 0 | 3533,6 | |
% | 0 | 0,1 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,1 | 0 | 2,1 | ||
Менее 1,0 | га | 15,6 | 31,9 | 84,2 | 387,7 | 395,3 | 639,6 | 83,1 | 0 | 1637,4 | |
% | 0 | 0 | 0 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0 | 0 | 0,9 | ||
Итого | га | 1919,7 | 8767,5 | 35861,0 | 53769,4 | 23601,9 | 7548,7 | 774,2 | 26,7 | 132269,1 | |
% | 1,1 | 5,1 | 20,7 | 31,1 | 13,6 | 4,4 | 0,4 | 0 | 76,5 | ||
Чернично-долгомошная ГТЛ | |||||||||||
Более 1,5 | га | 3300,0 | 12464,4 | 14069,5 | 5508,4 | 776,5 | 61,7 | 0 | 0 | 36180,5 | |
% | 1,9 | 7,2 | 8,1 | 3,2 | 0,5 | 0 | 0 | 0 | 20,9 | ||
1,0–1,5 | га | 68,9 | 321,3 | 226,0 | 134,2 | 253,8 | 25,9 | 1,2 | 0 | 1031,3 | |
% | 0 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0 | 0 | 0 | 0,6 | ||
Итого | га | 3368,9 | 12785,7 | 14295,5 | 5642,6 | 1030,3 | 87,6 | 1,2 | 0 | 37211,8 | |
% | 1,9 | 7,4 | 8,3 | 3,3 | 0,6 | 0 | 0 | 0 | 21,5 | ||
Всего | га | 5292,2 | 21705,4 | 50730,7 | 61214,0 | 25250,2 | 7974,8 | 775,4 | 26,7 | 172969,4 | |
% | 3,1 | 12,5 | 29,3 | 35,4 | 14,6 | 4,6 | 0,5 | 0 | 100 | ||
Темнохвойная формация Зеленомошная ГТЛ | |||||||||||
Более 1,5 | га | 173,9 | 814,6 | 3086,1 | 4417,6 | 3896,5 | 774,7 | 105,0 | 33,3 | 13301,7 | |
% | 0,5 | 2,4 | 8,9 | 12,8 | 11,3 | 2,2 | 0,3 | 0,1 | 38,6 | ||
1,0–1,5 | га | 0 | 2,8 | 59,8 | 39,8 | 117,0 | 85,7 | 0 | 0 | 305,1 | |
% | 0 | 0 | 0,2 | 0,1 | 0,4 | 0,2 | 0 | 0 | 0,9 | ||
Менее 1,0 | га | 0 | 0 | 0 | 4,2 | 43,5 | 0 | 69,9 | 0 | 117,6 | |
% | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0 | 0,2 | 0 | 0,3 | ||
Итого | га | 173,9 | 817,4 | 3145,9 | 4461,6 | 4057,0 | 860,4 | 174,9 | 33,3 | 13724,4 | |
% | 0,5 | 2,4 | 9,1 | 12,9 | 11,8 | 2,5 | 0,5 | 0,1 | 39,8 | ||
Травяная ГТЛ | |||||||||||
Более 1,0 | га | 355,5 | 1288,3 | 4985,0 | 6185,1 | 2795,2 | 535,2 | 75,4 | 0 | 16219,7 | |
% | 1,0 | 3,7 | 14,5 | 17,9 | 8,1 | 1,6 | 0,2 | 0 | 47,0 | ||
0,5–1,0 | га | 0 | 34,8 | 71,7 | 266,5 | 69,1 | 0 | 0 | 27,3 | 469,4 | |
% | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,8 | 0,2 | 0 | 0 | 0,1 | 1,4 | ||
Итого | га | 355,5 | 1323,1 | 5056,7 | 6451,6 | 2864,3 | 535,2 | 75,4 | 27,3 | 16689,1 | |
% | 1,0 | 3,8 | 14,7 | 18,7 | 8,3 | 1,6 | 0,2 | 0,1 | 48,4 | ||
Травяно-болотная ГТЛ | |||||||||||
Более 1,0 | га | 286,6 | 1272,4 | 1788,2 | 298,3 | 262,8 | 11,3 | 0 | 0 | 3919,8 | |
% | 0,8 | 3,7 | 5,2 | 0,9 | 0,8 | 0 | 0 | 0 | 11,4 | ||
0,5–1,0 | га | 17,4 | 115,4 | 13,1 | 8,4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 154,3 | |
% | 0,1 | 0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,4 | ||
Итого | га | 304,2 | 1387,8 | 1801,3 | 306,7 | 262,8 | 11,3 | 0 | 0 | 4074,1 | |
% | 0,9 | 4,0 | 5,2 | 0,9 | 0,8 | 0 | 0 | 0 | 11,8 | ||
Всего по лесничеству | га | 833,6 | 3528,3 | 10003,9 | 11219,9 | 7184,1 | 1406,9 | 250,3 | 60,6 | 34487,6 | |
% | 2,4 | 10,3 | 29,0 | 32,5 | 20,8 | 4,1 | 0,7 | 0,2 | 100 | ||
Данные о количестве подроста сосны сибирской под пологом светлохвойных и темнохвойных насаждений, достигших возраста спелых и перестойных насаждений в Западно-Сибирском северотаежном равнинном лесном районе позволяют рекомендовать переход от сплошнолесосечных рубок на выборочные в насаждениях зеленомошной и травяной ГТЛ. Замена сплошных рубок в указанных насаждениях позволит на базе имеющегося подроста, молодняка и деревьев сосны сибирской, входящих в древостой, сформировать высокопроизводительные насаждения сосны сибирской. Опыт формирования подобных насаждений вблизи населенных пунктов довольно подробно описан в литературных источниках , , .
Из арсенала выборочных рубок в наибольшей степени требованиям формирования насаждений сосны сибирской соответствуют равномерно-постепенные рубки. При этом планирование рубок должно учитывать биологические особенности сосны сибирской. Для максимального ее сохранения равномерно-постепенные рубки должны проводится в зимний период с укреплением трелевочных волоков порубочными остатками.
В насаждениях лишайниковых, травяно-болотных и чернично-долгомошных типов леса целесообразно при проведении сплошнолесосечных рубок максимально сохранять подрост предварительной генерации. Выбор сплошнолесосечного способа рубок в насаждениях травяно-болотных и чернично-долгомошных типов леса объясняется их слабой устойчивостью против ветра. Выборочные рубки в насаждениях данных типов леса могут привести к ветровалу оставляемых на последующие приемы рубки древостоев.
4. Заключение
1. В лесном фонде «ключевого» Советского лесничества, входящего в подзону северной тайги ХМАО-Югры, значительная доля, достигших возраста спелости светлохвойных и темнохвойных насаждений, имеет под пологом подрост сосны сибирской.
2. Максимальной обеспеченностью подростом сосны сибирской характеризуются спелые насаждения, что позволяет рекомендовать сокращение периода между наступлением спелости и проведением рубок.
3. Подрост сосны сибирской лучше всего накапливается в насаждениях лишайниковой, зеленомошной и травяной ГТЛ при полноте 0,6, а чернично-долгомошной и травяно-болотной — 0,4–0,5.
4. Подрост сосны сибирской может стать базовой основой при переформировании ельников и сосняков в коренные кедровники в зеленомошной и травяной ГТЛ.
5. Переформирование целесообразно проводить равномерно-постепенными рубками в зимний период, укрепляя трелевочные волока порубочными остатками.
6. В насаждениях лишайниковой, чернично-долгомошной и травяно-болотной ГТЛ целесообразно проведение сплошнолесосечных рубок с сохранением подроста. Формирование чистых кедровников в данных условиях нецелесообразно из-за плохих лесорастительных условий.