Consequences of Clean Cutting in Artificial Pine Forests of the Fresh Pinewood Type

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.123.5
Issue: № 9 (123), 2022
Suggested:
24.08.2022
Accepted:
30.08.2022
Published:
16.09.2022
90
3
XML PDF

Abstract

The article is dedicated to the effect of thinning of low moderately high and high intensity on ribbon cultures of Pinus sylvestris L. growing in the fresh pinewood forest type (type of forest site conditions A2). The research was conducted on the territory of Bastanskiy and Nikolaevskiy district forestries of the Klyuchevskiy forestry of Altai Krai in May 2022. The research is based on the method of sample areas and the method of reconstruction of the structure and growth of plantations. The article describes the forest crops under study, their location, taxation characteristics at the time of the research, as well as the reconstruction of taxation parameters at the time of thinning. Such parameters as the effective productivity of the stratum and its effective work are analyzed. Data on the number and stock of dead standing and fallen trees in the studied pine forests are given. It was found that during the observation period in the studied artificial pine stands, those passed thinning, accumulated a smaller stock of wood in comparison with the control version of the experiment. At the same time, the effective productivity of stratums of pine trees passed through thinning, insignificantly differs in comparison with the control variant of the experiment. Thinning artificial pine forests of the fresh pinewood forest type contributes to a decrease in the number and stock of fallen trees, but after thinning in the conditions under consideration rather actively accumulates deadwood. Based on the studies conducted in six- and seven-row ribbon pine crops, it is recommended to carry out thinning by selection on the bottom method; to start thinning in conditions of fresh pinewood at the end of the second or beginning of the third age class; to refuse thinning by linear-selective method with high intensity.

1. Введение

Общеизвестно, что рубки ухода являются основным лесоводственным мероприятием, направленным на повышение продуктивности лесов, а также сохранение их полезных функций [1, С. 18], [2, С. 3]. Кроме того, правильно проведенные рубки ухода позволяют повысить устойчивость древостоев к пожарам, снизить темпы развития корневой губки, предупредить естественный отпад деревьев, а также повысить рекреационную ценность ландшафтов [3, С. 46]. Однако для получения положительного результата требуется научно обоснованный подход к режиму проведения рубок ухода, что в свою очередь требует долгосрочных наблюдений за ростом насаждений в отдельном лесорастительном районе [1, С. 18], [4, С. 103]. При этом даже в пределах одного лесного района существует множество объективных факторов, способных повлиять на результат рубок ухода: способ, метод, интенсивность, технология, количество приемов рубки; тип леса и тип лесорастительных условий; климатические особенности территории; состав, происхождение, густота и возраст древостоя и т.д. В связи с разнообразием этих факторов, для оптимизации рубок ухода в пределах лесного района требуется очень большое количество опытных данных, охватывающих все возможные варианты проведения рубок ухода. С учетом сказанного выше, проблема оптимизации рубок ухода видится нам актуальным направлением исследований.

Искусственные сосновые древостои, произрастающие в ленточных борах Алтайского края, значительно отличаются по своему ходу роста и строению от естественных древостоев [5, С. 89-90], [6, С. 62-63]. Несмотря на это, современные правила ухода за лесами [2, С. 4-11], регламентирующие рубки ухода, практически не учитывают особенности древостоев различного происхождения. В технических указаниях по проведению рубок ухода в культурах светлохвойных пород в ленточных борах [7, С. 16-20] приводятся рекомендации по рубкам ухода только для самых распространенных типов лесных культур, но не охватывается все их разнообразие. Кроме того, указанные технические указания носят рекомендательный, а не обязательный характер и, как указывают авторы, служат дополнением к правилам ухода за лесами 2007 года [8], утратившим силу на сегодняшний день. Как следствие, при проведении рубок ухода в лесных культурах ленточных боров зачастую не достигается желаемый лесоводственный эффект. Последнее предопределило направление наших исследований.

2. Цель, методика и объекты исследования

Цель исследования: оценка влияния рубок ухода на ленточные культуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающие в условиях типа леса свежий бор.

Исследования проведены на территории Бастанского и Николаевского участковых лесничеств Ключевского лесничества Алтайского края в мае 2022 года. Объектом исследования являются средневозрастные (64-69 лет) искусственные сосновые древостои, произрастающие в условиях типа леса свежий бор (тип лесорастительных условий А2). Все исследуемые древостои характеризуются III классом бонитета. Создавались лесные культуры в 1955-1960 году путем ручной посадки двухлетних сеянцев сосны в дно борозды. Способ посадки исследуемых культур – ленточный (полосный), со средним количеством рядов в ленте 6-7 штук. В период с 2009 по 2020 год в исследуемых сосняках были проведены рубки ухода различным способом:

ПП К8 и К20 –селективный (выборочно вырубались деревья во всех рядах ленты);

ПП К12 и К18 – линейно-селективный (в каждой ленте вырубался один из центральных рядов и выборочно вырубались отдельные деревья во всех оставшихся рядах);

ПП К9 – контрольный вариант опыта, на данном участке рубки не проводились.

Местонахождение и описание исследуемых лесных культур представлено в таблице 1. Внешний вид исследуемых лесных культур представлен на рисунках 1-2.

Исследования проводились в соответствии с общепринятыми методиками. Основным методом исследования являлся метод пробных площадей [9, С. 7-14]. Пробные площади имели прямоугольную форму, размер не менее 0,25 га. Границы пробных площадей в длину проходили по центру межленточных пространств. На пробных площадях производился сплошной перечет деревьев с замером их диаметра на высоте 1,3 м и у основания ствола (на высоте 0,1-0,2 м). Перечет осуществлялся мерной вилкой с односантиметровой ступенью толщины. Деревья разных элементов леса (сосна искусственного и естественного происхождения) учитывались отдельно.

 

Таблица 1 - Местонахождение и описание объектов исследования

№ ПП

 

Координаты GPS

 

Год посадки

 

Среднее количество рядов в ленте, шт.

 

Средний шаг посадки, м

 

Ширина междурядий, м

 

Межленточные пространства, м

 

Густота посадки, тыс. шт./га

 

Вид и год проведения рубки ухода*

 

Средняя

 

в ленте

 

К8

51°48.208´ 79°18.365´

1955

6

1,0

2,5

1,5

6,7

4,0

ПРЖ-2009, ПРХ-2020

К9

51°48.230´ 79°18.349´

1955

6

1,0

2,5

1,5

6,7

4,0

-

К12

51°47.355´ 79°17.722´

1955

6

1,0

2,4

1,3

8,2

4,2

ПРЖ-2015

К18

51°48´094" 79°17´558"

1960

7

1,1

2,1

1,5

4,2

4,3

ПРЖ-2014

К20

51°47.381´ 79°17.669´

1955

6

0,9

2,8

1,5

10,4

4,0

ПРЖ-2013

ПРЖ – рубка прореживания; ПРХ – проходная рубка

Высоты деревьев измерялись при помощи высотомера Suunto PM-5/1520 PC. Средняя высота древостоев определялась графически, по среднему диаметру таксационному и графику высот. На каждой ПП было замерено 20-25 высот деревьев различных диаметров.

Для коррекции таксационной характеристики древостоев до рубки и в первый год после рубки применялся метод реконструкции структуры и роста насаждений. По данным японских ученых [10, С. 32] метод реконструкции с учетом пней вырубленных деревьев позволяет корректировать таксационные показатели с точностью ±15 %.

Диаметры вырубленных деревьев на высоте 1,3 м определялись при помощи линейных уравнений зависимости диаметра на высоте 1,3 м от диаметра пня [11]. Уравнения составлялись отдельно для каждой пробной площади. Коэффициенты детерминации полученных уравнений имели значения выше 0,9. Для вычисления диаметров живых деревьев на момент рубки, их диаметры корректировались в меньшую сторону на среднюю величину прироста деревьев по диаметру за период после рубки. Данные о средней величине прироста деревьев по диаметру были получены путем измерения величины годичных колец на кернах, взятых у деревьев I…III классов Крафта на каждой ПП в количестве не менее 10 шт.

Густота древостоев до рубки вычислялась путем сложения количества стоящих и валежных деревьев на момент исследований, и количества пней вырубленных деревьев. Валежные деревья прибавлялись к густоте в связи с тем, что во время рубок прореживания валежник убирался вместе с порубочными остатками, а значит валежные деревья, зафиксированные в момент исследований, выпали уже после прореживания.

Высота деревьев на момент рубки корректировалась по графику высот, построенному для определения средней высоты живых деревьев на момент исследований.

Средний шаг посадки определялся путем деления тройной длины пробной площади на сумму всех посадочных мест в трех случайных рядах культур на пробной площади. Средняя ширина междурядий определялась путем деления ширины пробной площади на количество рядов лесных культур, вошедших в неё. Густота посадки лесных культур вычислялась путем деления 10000 м2 на произведение среднего шага посадки и средней ширины междурядья.

На двух из четырех пробных площадей зафиксированы деревья сосны естественного происхождения.

Культуры сосны, не пройденные рубкой ухода (ПП К9)

Рисунок 1 - Культуры сосны, не пройденные рубкой ухода (ПП К9)

Культуры сосны, пройденные рубками ухода (ПП К8)

Рисунок 2 - Культуры сосны, пройденные рубками ухода (ПП К8)

3. Результаты исследования и их обсуждение

Таксационная характеристика исследуемых древостоев до рубок ухода, после рубок и по состоянию на 2022 год представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Таксационная характеристика искусственных древостоев

№ ПП

 

Интенсивность рубки по запасу/ количеству деревьев, %*

 

Элемент леса

 

Средние

Густота текущая, шт./га

 

Сумма площадей сечений, м2/га

 

Относи

тельная полнота

 

Объем среднего дерева, м3

 

Запас древостоя, м3/га

 

Возраст, лет

 

Высота, м

 

Диаметр, см

 

До прореживания

К9

-

10С

56

17,7

16,0

1595

31,9

0,96

0,180

287

К20

-

10С

61

17,0

15,0

1652

29,2

0,89

0,155

256

65

18,8

18,3

12

0,3

0,01

0,167

2

К8

-

10С

56

16,4

15,5

1567

29,6

0,92

0,156

245

К18

-

10С

57

15,7

14,1

2266

35,5

1,10

0,126

285

К12

-

10С

62

16,2

16,5

1735

37,1

1,15

0,168

292

38

12,1

10,3

39

0,3

0,01

0,051

2

После прореживания

К9

-

10С

56

17,7

16,0

1595

31,9

0,96

0,180

278

К20

15,5

21,6

10С

61

17,3

15,5

1292

24,5

0,75

0,167

216

65

18,8

18,3

12

0,3

0,01

0,167

2

К8

18,4

30,1

10С

56

17,0

16,6

1095

23,7

0,72

0,183

200

К18

38,2

33,6

10С

57

15,4

13,7

1505

22,1

0,70

0,117

176

К12

44,9

40,0

10С

62

15,9

16,0

1025

20,7

0,64

0,156

160

38

12,1

10,3

39

0,3

0,01

0,051

2

До проходной рубки (в 2020 году)

К8

18,4

30,1

10С

67

17,9

18,5

1095

29,5

0,89

0,238

261

В 2022 году

К9

-

10С

69

18,3

17,0

1520

34,6

1,04

0,209

318

К20

15,5

21,6

10С

69

18,4

17,6

1248

30,4

0,91

0,221

276

40

10,7

7,5

96

0,4

0,02

0,042

4

К8

18,4 (11,5)

30,1 (10,9)

10С

69

17,9

18,4

976

26,1

0,78

0,237

231

К18

38,2

33,6

10С

64

16,4

15,7

1400

27,2

0,85

0,161

226

К12

44,9

40,0

10С

69

16,6

17,3

955

22,4

0,69

0,184

176

45

12,8

11,1

39

0,4

0,01

0,077

3

интенсивность рубки, приведенная в скобках – интенсивность при проходной рубке

Наибольший запас древостоя на момент исследований зафиксирован в контрольном варианте опыта (ПП К9). За период наблюдения (7-13 лет после первого приема рубок ухода) на опытных участках со слабой интенсивностью рубок (ПП К20, К8) произошло полное восполнение вырубленного при прореживании запаса древесины. Однако запас, вырубленный на участке К8 при проходной рубке, еще не восстановился, что объясняется недостаточным количеством времени, прошедшим с момента проходной рубки. На участках с умеренно-высокой (К18) и высокой (К12) интенсивностью рубок прореживания до восполнения вырубленного запаса древесины требуется 59 и 116 м3/га (или соответственно 20,7 и 39,7%). Восполнение данных объемов вырубленной древесины может идти довольно долго [12, С. 17], [13, С. 16].

Наименьший объем среднего дерева, а, следовательно, и минимальная ценность выращиваемой древесины наблюдается на ПП К18 и К12, характеризующихся наибольшей густотой и полнотой до начала проведения рубок ухода. Данный факт подтверждает, что густота древостоя оказывает определяющее влияние на величину среднего диаметра. Наибольший объем среднего дерева наблюдается на опытных участках К20 и К8, на которых проводились рубки ухода слабой интенсивности селективным способом. При этом на ПП К8, где прореживание было проведено раньше (13 лет назад), чем на ПП К20 (9 лет), объем среднего дерева больше на 7%. Последнее свидетельствует о том, что прореживание в исследуемых сосняках нужно начинать раньше.

Изменение таксационных показателей основного элемента леса по отношению к величине таксационных показателей до рубки приведено в таблице 3. Средний диаметр и объем среднего дерева после рубки увеличились на ПП К8 и К20, а на ПП К12 и К18 зафиксировано снижение данных показателей.

За период наблюдения на трех из четырех опытных участков средний диаметр основного элемента леса, его запас и объем среднего дерева увеличились сильнее в процентном отношении по сравнению с этими же показателями контрольных участков. Замедление роста по диаметру и объему среднего дерева по сравнению с контрольным участком зафиксировано на ПП К12, где проводилось прореживание высокой интенсивности.

Таблица 3 - Изменение таксационных показателей основного элемента леса

№ ПП

 

Интенсивность рубки по запасу*

 

Средние

Густота текущая

 

Сумма площадей сечений

 

Относи

тельная полнота

 

Объем среднего дерева

 

Запас древостоя

 

Высота

 

Диаметр

 

После рубки прореживания, %

К9

-

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

К20

15,5

1,8

3,3

-21,8

-16,1

-15,7

7,9

-15,6

К8

18,4

3,7

7,1

-30,1

-19,9

-21,7

16,8

-18,4

К18

38,2

-1,9

-2,8

-33,6

-37,7

-36,4

-7,0

-38,2

К12

44,9

-1,9

-3,0

-40,9

-44,2

-44,3

-7,3

-45,2

В 2020 году, %

К8

18,4

9,1

19,4

-30,1

-0,3

-3,3

52,5

6,5

В 2022 году, %

К9

-

3,4

6,3

-4,7

8,5

8,3

16,3

10,8

К20

15,5

8,2

17,3

-24,5

4,1

2,2

42,7

7,8

К8

18,4 (11,5)

9,1

18,7

-37,7

-11,8

-15,2

51,4

-5,7

К18

38,2

4,5

11,3

-38,2

-23,4

-22,7

28,3

-20,7

К12

44,9

2,5

4,8

-45,0

-39,6

-40,0

9,5

-39,7

интенсивность рубки, приведенная в скобках – интенсивность при проходной рубке

Для более детальной оценки количественных изменений, происходящих в древостое, использован показатель «эффективная продуктивность древостоя» (таблица 4), предложенный Г.А. Владимировой [14].

Эффективная продуктивность исследуемых древостоев находится в пределах от 306 до 335 м3/га. Наибольшая эффективная продуктивность наблюдается на ПП К18, на которой была зафиксирована наибольшая густота древостоя до проведения рубки. Наименьшая эффективная продуктивность зафиксирована на ПП К8, характеризующейся минимальной густотой древостоя до проведения рубок.

Таблица 4 - Эффективная продуктивность древостоя

№ ПП

 

Интенсивность рубки по запасу, %

Вырубаемый запас, м3/га

Запас древостоя, м3/га

Эффективная продуктивность

Прореживание

Проходная рубка

При прореживании

При проходной рубке

м3/га

Отношение к контролю, %

К9

-

-

-

-

318

318

100,0

К20

15,5

-

40

-

280

320

100,6

К8

18,4

11,5

45

30

231

306

96,2

К18

38,2

-

109

-

226

335

105,3

К12

44,9

-

132

-

179

311

97,8

В таблице 5 приведены данные об эффективной работе древостоев. Этот показатель учитывает первоначальный запас и характеризует темпы прироста [1, С. 19].

Данные таблицы 5 свидетельствуют, что эффективная работа древостоев после прореживания слабой и умеренно-сильной интенсивности превышает данный показатель контрольного участка. При прореживании сильной интенсивности линейно-селективным способом увеличения эффективной работы древостоя не произошло. Наибольшей величиной эффективной работы характеризуется древостой на ПП К8, в котором было проведено два приема рубок ухода. Древостой на данном участке после проведения прореживания характеризуется вдвое большим приростом по сравнению с контрольным участком.

Одним из наиболее важных результатов проведения рубок ухода является сокращение естественного отпада деревьев. Данные о количестве, средних диаметрах и запасах древесины сухостойных и валежных деревьев по состоянию на 2022 год приведены в таблице 6.

Таблица 5 - Эффективная работа древостоев

№ ПП

Интенсивность рубки по запасу, %

Период наблюдения, лет

Запас древостоя, м3/га

Прирост после уходов, м3/га

Эффективная работа древостоя, %

Отношение к контролю, %

Прореживание

Проходная рубка

После прореживания

В 2022 году

Общий

 

В среднем за год

На 1 м3 наличного запаса

К9

-

-

13

287

318

31

2,4

0,11

10,8

100

К20

15,5

-

9

218

280

62

6,9

0,28

28,4

263

К8

18,4

11,5

13

200

231

61

4,7

0,31

30,5

282

К18

38,2

-

8

176

226

50

6,3

0,28

28,4

263

К12

44,9

-

7

162

179

17

2,4

0,11

10,5

97

Таблица 6 - Сухостойные и валежные деревья в искусственных сосняках

№ ПП

 

Интенсивность рубки по запасу, %

Сухостойные деревья

Валежные деревья

Прореживание

Проходная рубка

Количество, шт./га

Средний диаметр, см

Запас, м3/га

Количество, шт./га

Средний диаметр, см

Запас, м3/га

К9

-

-

87

7,7

2,7

762

8,5

47,2

К20

15,5

-

68

12,9

8,9

44

7,8

2,2

К8

18,4

11,5

0

-

0

0

-

0

К18

38,2

-

118

10,8

9,5

106

10,4

11,5

К12

44,9

-

16

9,0

0,8

70

9,4

6,3

Данные таблицы 6 свидетельствуют, что прореживание в исследуемых сосняках приводит к уменьшению количества и запаса отмерших деревьев. При этом на ПП К8 наблюдается полное отсутствие валежа и сухостоя спустя два года после проходной рубки. Средние диаметры сухостойных и валежных деревьев меньше чем у деревьев, оставленных для доращивания, что свидетельствует о том, что в исследуемых сосняках в отпад уходят, преимущественно, отставшие в росте деревья. Среди опытных участков наибольший отпад наблюдается ПП К18, что обусловлено высокой густотой древостоя и способом ухода.

4. Заключение

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. За период наблюдения в исследуемых искусственных сосновых древостоях, пройденных рубками ухода, накоплен меньший запас древесины по сравнению с контрольным вариантом опыта. При этом эффективная продуктивность древостоев, пройденных рубками, незначительно отличается от таковой в контрольном варианте опыта.

2. В шести- и семирядных ленточных культурах сосны рубки ухода предпочтительнее проводить селективным способом по низовому методу. Так как в результате проведения рубок ухода линейно-селективным способом в искусственных сосняках формируется меньший объем среднего дерева.

3. Не рекомендуется сочетать линейно-селективный способ рубки с высокой интенсивностью, так как это может привести к снижению темпов прироста по запасу.

4. Начинать рубки прореживания в условиях свежего бора следует в конце второго или начале третьего класса возраста, чтобы к концу третьего класса возраста древостои уже имели желаемую густоту и средний диаметр.

5. Рубки ухода в искусственных сосняках типа леса свежий бор способствуют уменьшению количества и запаса валежных деревьев, однако после прореживания в рассматриваемых условиях накапливается до 9,5 м3/га сухостоя за 7-9 лет.

6. Для оценки долгосрочных последствий и уточнения сделанных выводов необходимы более долгосрочные наблюдения на заложенных пробных площадях.

Article metrics

Views:90
Downloads:3
Views
Total:
Views:90