Provision with undergrowth of natural and artificial plantings formed on dredge dumps
Provision with undergrowth of natural and artificial plantings formed on dredge dumps
Abstract
Quantitative and qualitative indicators of undergrowth under the canopy of natural and artificial 18-25-year-old plantings formed on dredge dumps in the Middle Urals taiga forest region of the taiga forest zone were analysed on the basis of eight sample plots. The research was carried out in the territory of Berezovsky forestry of the Forestry Department of Sverdlovsk Oblast.
It has been established that under the canopy of natural and artificial plantings formed on dredge dumps there is a conditional undergrowth of common pine (Pinus sylvestris L.), birch (Betula pendula Roth.) and downy birch (B. pubescens Ehrh.), aspen (Populus tremula L.), grey alder (Almus incana L.) and goat willow (Salix caprea L.). Since the difference in the age of the undergrowth and the stand does not exceed one age class, this undergrowth is called a conditional undergrowth.
The undergrowth is represented by all categories of size and condition. The specified conditional undergrowth serves as a reserve for increasing the density of emerging stands.
The studies have shown that high density of the tree canopy on the sample plots explains the low density and occurrence of viable undergrowth. Thus, the density of pine undergrowth does not exceed 1.4 thousand pieces/ha in terms of large, and the occurrence rate is 75%. Softwood undergrowth, dominating over pine undergrowth in terms of density, does not have a significant negative impact on the stand due to low competitiveness and serves as a fodder base for animals, in particular beavers that inhabit dredge water bodies.
1. Введение
Спецификой Уральского региона является длительный период добычи полезных ископаемых. Так, в частности, добыча золота началась во второй половине восемнадцатого столетия и продолжает вестись в настоящее время.
Нельзя не учитывать и тот факт, что добыча и переработка полезных ископаемых нередко сопровождается ухудшением экологической обстановки, то есть качества жизни населения , .
В процессе добычи и транспортировки полезных ископаемых из целевого хозяйственного использования были изъяты огромные площади, которые после выработки месторождений либо оставлялись под естественное заращивание, либо рекультивировались. При этом различие видов нарушенных земель обусловило применение всех направлений рекультивации сельскохозяйственного, лесохозяйственного, водохозяйственного, рыбохозяйственного, рекреационного, природоохранного, санитарно-гигиенического и строительного. В то же время основным направлением всегда было лесохозяйственное, что объясняется спецификой природно-экономических условий Урала , , , . Кроме того, большинство изъятых для добычи полезных ископаемых земель относились ранее к лесному фонду. Последнее во многом объясняет естественное зарастание нарушенных земель при наличии вблизи древесных насаждений , , , .
Естественно, что используются и другие направления рекультивации, в частности сельскохозяйственное , однако, доминирующим является создание лесных культур , , , .
Как следует из приведенных работ в научной литературе накоплен определенный багаж знаний о формировании на нарушенных землях естественных и искусственных насаждений. В то же время в научной литературе недостаточно данных о накоплении подроста под пологом формирующихся на нарушенных землях насаждений.
2. Цель, объекты и методика исследований
Цель исследований – установление количественных и качественных показателей подроста под пологом естественных и искусственных насаждений на дражных отвалах в Средне-Уральском таежном лесном районе.
Объектом исследований служили 18–30-летние естественные и искусственные насаждения, сформировавшиеся на дражных отвалах в Березовском лесничестве Департамента лесного хозяйства Свердловской области.
Пробные площади (ПП) закладывались с учетом требований, адаптированных методических рекомендаций , , обеспечивающих получение таксационных показателей необходимой точности. Для установления количественных и качественных показателей подроста на каждой ПП закладывалось по 30 учетных площадок размером 2×2 м с равномерным размещением указанных площадок на ПП.
На учетных площадках производился перечет подроста с распределением его по видам, состоянию, группам высот согласно действующего нормативного документа . В камеральных условиях были установлены показатели встречаемости подроста и количества жизнеспособного подроста в пересчете на крупный. В последнем случае для перевода мелкого подроста в крупный использовали коэффициент 0,5, среднего – 0,8 и крупного – 1,0. Данные о количестве подроста переводили на 1 га с целью установления обеспеченности подростом исследуемых насаждений.
3. Основные результаты
Закладка ПП в естественных и искусственных насаждениях, сформировавшихся на дражных отвалах после прекращения работ, показала, что здесь формируются древостои, представленные шестью видами: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), березы повислая (Betula pendula Roth.) и пушистая (B. pubescens Ehrh.), ольха серая (Alnus incana L.), осина (Populus tremula L.) и ива козья (Salix caprea L.). Таксационные показатели древостоев ПП приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Характеристика подроста по группам и категориям жизнеспособности на дражных отвалах
№ ПП | № квартала | № выдела | Состав | Возраст, лет | Средние | Класс бонитета | Сумма площадей сечений, м2/га | Относительная полнота | Густота, шт/га | Запас, м3 /га. | |||
Диаметр, см | Высота, м | ||||||||||||
Естественные насаждения | |||||||||||||
1 | 76 | 11 | 7С | 18 | 7,7 | 7,3 | I | 4,31 | 0,23 | 933 | 23 | ||
3Олх | 15 | 6,5 | 6,4 | 2,32 | 0,12 | 700 | 8 | ||||||
+Б | 15 | 4,7 | 5,1 | 0,39 | 0,02 | 200 | 1 | ||||||
+Ос | 15 | 5,0 | 5,4 | 0,31 | 0,01 | 133 | 1 | ||||||
Итого | - | - | - | 6,5 | - | 7,33 | 0,38 | 1966 | 33 | ||||
2 | 65 | 20 | 5Б | 18 | 8,5 | 10,1 | Ia | 8,53 | 0,53 | 1488 | 47 | ||
3С | 17 | 11,2 | 7,4 | 5,24 | 0,28 | 536 | 25 | ||||||
2Ос | 18 | 8,7 | 8,9 | 5,02 | 0,26 | 848 | 24 | ||||||
+Ив | 18 | 7,5 | 7,9 | 1,11 | 0,07 | 253 | 4 | ||||||
Итого | - | - | - | 9,1 | - | 19,90 | 1,14 | 3125 | 100 | ||||
3 | 65 | 19 | 6Б | 20 | 12,0 | 15,0 | Ia | 16,05 | 0,64 | 1217 | 105 | ||
3С | 25 | 10,6 | 11,5 | 7,73 | 0,26 | 761 | 43 | ||||||
1Ос | 20 | 11,8 | 15,2 | 3,69 | 0,13 | 290 | 25 | ||||||
Итого | - | - | - | 14,0 | - | 27,47 | 1,02 | 2268 | 173 | ||||
Искусственные насаждения | |||||||||||||
4 | 76 | 12 | 6С | 18 | 9,8 | 7,5 | II | 11,44 | 0,62 | 1504 | 52 | ||
1Олх | 17 | 11,8 | 7,3 | 1,37 | 0,09 | 127 | 6 | ||||||
1Б | 17 | 8,1 | 9,1 | 3,49 | 0,23 | 670 | 19 | ||||||
2Ос | 18 | 8,2 | 9,2 | 1,24 | 0,07 | 236 | 7 | ||||||
Итого | - | - | - | 8,0 | - | 17,54 | 1,01 | 2536 | 83 | ||||
5 | 76 | 11 | 8С | 18 | 7,3 | 6,4 | II | 9,70 | 0,59 | 2327 | 43 | ||
1Б | 18 | 5,4 | 7,2 | 1,33 | 0,11 | 588 | 5 | ||||||
1Олх | 17 | 7,8 | 5,9 | 1,57 | 0,12 | 332 | 8 | ||||||
ед. Ос | 18 | 7,1 | 5,7 | 0,20 | 0,02 | 51 | 1 | ||||||
Итого | - | - | - | 6,4 | - | 12,80 | 0,83 | 3299 | 57 | ||||
6 | 76 | 11 | 9С | 18 | 15,1 | 10,8 | Ia | 23,05 | 0,96 | 1292 | 136 | ||
ед.Б | 18 | 10,0 | 9,9 | 0,93 | 0,06 | 118 | 5 | ||||||
1Ос | 18 | 9,9 | 10,4 | 3,10 | 0,16 | 405 | 17 | ||||||
ед.Ив | 15 | 8,4 | 7,3 | 0,66 | 0,04 | 118 | 3 | ||||||
Итого | - | - | - | 10,8 | - | 27,74 | 1,22 | 1934 | 161 | ||||
7 | 66 | 19 | 9С | 25 | 13,7 | 11,1 | Iа | 19,41 | 0,69 | 1313 | 123 | ||
1Б | 35 | 16,1 | 14,2 | 1,69 | 0,09 | 84 | 12 | ||||||
+Ос | 25 | 8,7 | 10,7 | 0,50 | 0,03 | 93 | 3 | ||||||
Итого | - | - | - | 11,4 | - | 21,60 | 0,81 | 1490 | 138 | ||||
8 | 76 | 11 | 9С | 25 | 11,9 | 11,1 | I | 22,92 | 0,82 | 2067 | 141 | ||
1Ос | 30 | 9,6 | 12,5 | 2,51 | 0,09 | 345 | 15 | ||||||
+Б | 30 | 7,3 | 11,8 | 0,82 | 0,03 | 197 | 5 | ||||||
+Ив | 30 | 6,9 | 6,0 | 0,75 | 0,03 | 213 | 3 | ||||||
Итого | - | - | - | 11,2 | - | 27,00 | 0,97 | 2822 | 164 |
Материалы таблицы 1 свидетельствуют, что естественные насаждения, сформировавшиеся на дражных отвалах, представлены тремя ПП, а искусственные – пятью. При естественном зарастании формируются березовые насаждения, а при доминировании в составе сосны обыкновенной процесс формирования насаждения растягивается на длительный срок. Так, спустя 20 лет после окончания работ по добыче золота, относительная полнота древостоя на ПП-1 составляет 0,38.
Особо следует отметить, что естественно формирующиеся березовые насаждения имеют семенное происхождение и в 18–20-летнем возраста характеризуются Ia классом бонитета и запасом до 173 м3/га.
Искусственные сосновые насаждения характеризуются в 18–25-летнем возрасте II–Ia классами бонитета, высокой густотой и запасом до 164 м3/га. При этом доля сосны в общем запасе варьируется от 60 до 90%. При этом на ряде ПП береза превышает сосну по высоте, что не может не оказывать угнетающего воздействия на последнюю.
Учитывая, что древостои всех пробных площадей относятся к молоднякам, очень важно иметь объективные данные о наличии подроста. Поскольку возраст подроста отличается от возраста древостоя менее, чем на один класс возраста, можно предположить, что он является условным подростом и может частично перейти в древостой, увеличив его густоту.
Данные о количестве подроста и его распределении по категориям крупности и жизненному состоянию приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Распределение подроста на ПП по группам высот и жизненному состоянию
№ ПП | Порода | Мелкий, шт./га | Средний, шт./га | Крупный, шт./га | ||||||
Ж | С | Н | Ж | С | Н | Ж | С | Н | ||
Естественные насаждения | ||||||||||
1 | Сосна | 577 | 0 | 192 | 192 | 192 | 577 | 385 | 192 | 0 |
Береза | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 192 | 0 | 0 | |
Осина | 192 | 0 | 192 | 385 | 385 | 385 | 0 | 0 | 0 | |
Ольха | 0 | 0 | 0 | 192 | 0 | 0 | 1154 | 192 | 0 | |
2 | Сосна | 0 | 125 | 0 | 0 | 250 | 125 | 625 | 125 | 0 |
Береза | 750 | 0 | 125 | 125 | 125 | 0 | 1500 | 0 | 0 | |
Осина | 750 | 0 | 0 | 625 | 500 | 0 | 1250 | 375 | 0 | |
3 | Сосна | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 500 | 625 | 250 | 375 |
Береза | 625 | 0 | 0 | 250 | 125 | 125 | 125 | 0 | 125 | |
Ольха | 500 | 0 | 0 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ива | 625 | 0 | 125 | 0 | 0 | 125 | 250 | 0 | 125 | |
Осина | 250 | 0 | 0 | 500 | 0 | 250 | 0 | 0 | 0 | |
Искусственные насаждения | ||||||||||
4
| Сосна | 625 | 750 | 250 | 0 | 750 | 375 | 500 | 250 | 125 |
Ольха | 125 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ива | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 375 | 0 | 0 | |
Осина | 125 | 125 | 0 | 1000 | 250 | 0 | 375 | 250 | 0 | |
5
| Сосна | 0 | 0 | 125 | 500 | 250 | 125 | 125 | 0 | 0 |
Береза | 250 | 0 | 0 | 0 | 875 | 0 | 875 | 250 | 0 | |
Ольха | 0 | 625 | 250 | 500 | 1000 | 0 | 125 | 0 | 0 | |
Ель | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 125 | 0 | 0 | |
Осина | 750 | 0 | 0 | 500 | 250 | 0 | 250 | 125 | 0 | |
6
| Береза | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 250 | 125 | 0 |
Осина | 0 | 0 | 0 | 750 | 125 | 250 | 1250 | 375 | 125 | |
7 | Сосна | 125 | 0 | 375 | 0 | 0 | 0 | 125 | 0 | 500 |
Осина | 375 | 0 | 0 | 1125 | 0 | 0 | 250 | 0 | 0 | |
Ива | 375 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
8 | Сосна | 333 | 167 | 333 | 333 | 333 | 0 | 0 | 0 | 333 |
Береза | 333 | 333 | 167 | 0 | 167 | 333 | 0 | 167 | 167 | |
Осина | 667 | 167 | 333 | 0 | 0 | 500 | 0 | 0 | 0 |
Примечание: Ж – жизнеспособный, С – сомнительный, Н – нежизнеспособный
Из материалов табл. 2 следует, что в естественных и искусственных насаждениях встречается подрост всех категорий крупности и жизненного состояния. В составе подроста встречаются сосна обыкновенная, береза, осина, ольха и ива козья, то есть те же древесные породы, которые формируют древостои. Наличие значительной доли нежизнеспособного сомнительного подроста объясняется высокой сомкнутостью древесного пролога в изучаемых насаждениях.
На одной из ПП в подросте зафиксирована ель европейская (Picea abies L.). Однако указанные ели не являются подростом по своей сути, поскольку это остаток созданных на дражном отвале лесных культур ели, которые были списаны через год после посадки и на участке были созданы лесные культуры сосны. Данные о видовой принадлежности ели установлены по книге учета лесных культур.
Лучшими показателями характеризуется подрост сосны под пологом лиственных насаждений, что дает основание полагать, что при проведении рубок ухода доля сосны в составе формирующихся насаждений может быть увеличена.
Объективная оценка подроста может быть выполнена только при наличии данных о его встречаемости, поскольку даже при высокой общей густоте, но низких показателях встречаемости нельзя сформировать высокопроизводительное насаждение. Данные о густоте и встречаемости жизнеспособного подроста приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Густота и встречаемость подроста на ПП по категориям крупности
№ ПП | Порода | Мелкий | Средний | Крупный | |||
Количество, шт./га | Встречаемость, % | Количество, шт./га | Встречаемость, % | Количество, шт./га | Встречаемость, % | ||
Естественные насаждения | |||||||
1 | Сосна | 577 | 23 | 288 | 31 | 481 | 8 |
Береза | 0 | 0 | 0 | 0 | 192 | 8 | |
Осина | 192 | 15 | 578 | 23 | 0 | 0 | |
Ольха | 0 | 0 | 192 | 8 | 1250 | 32 | |
2 | Сосна | 63 | 5 | 125 | 15 | 688 | 25 |
Береза | 750 | 15 | 188 | 10 | 1500 | 40 | |
Осина | 750 | 25 | 875 | 25 | 1438 | 50 | |
3 | Сосна | 0 | 0 | 0 | 0 | 750 | 35 |
Береза | 625 | 25 | 313 | 20 | 125 | 10 | |
Ольха | 500 | 10 | 250 | 5 | 0 | 0 | |
Ива | 625 | 20 | 0 | 0 | 250 | 15 | |
Осина | 250 | 5 | 500 | 15 | 0 | 0 | |
Искусственные насаждение | |||||||
4 | Сосна | 1000 | 50 | 375 | 25 | 625 | 25 |
Ольха | 125 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ива | 250 | 10 | 0 | 0 | 375 | 15 | |
Осина | 188 | 10 | 1125 | 25 | 500 | 20 | |
5 | Сосна | 0 | 0 | 625 | 20 | 125 | 5 |
Береза | 250 | 5 | 438 | 15 | 1000 | 25 | |
Ольха | 313 | 15 | 1000 | 30 | 125 | 5 | |
Ель | 0 | 0 | 0 | 0 | 125 | 5 | |
Осина | 750 | 15 | 625 | 15 | 313 | 10 | |
6 | Береза | 0 | 0 | 0 | 0 | 313 | 15 |
Осина | 0 | 0 | 812,5 | 20 | 1438 | 40 | |
7 | Сосна | 125 | 20 | 0 | 0 | 125 | 20 |
Осина | 375 | 5 | 1125 | 15 | 250 | 5 | |
Ива | 375 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
8 | Сосна | 417 | 7 | 500 | 7 | 0 | 0 |
Береза | 500 | 27 | 84 | 13 | 84 | 13 | |
Осина | 751 | 7 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Материалы таблицы 3 свидетельствуют, что подрост под пологом древостоев, сформировавшихся на дражных отвалах, характеризуется относительно низкими показателями. Как следует из материалов таблицы, лучшими показателями характеризуется подрост мягколиственных пород.
Объективные данные о перспективности подроста можно получить путем пересчета жизнеспособного подроста на крупный (табл. 4).
Таблица 4 - Количество, состав и встречаемость подроста на дражных отвалах в пересчете на крупный
№ ПП | Порода | Количество подроста по группам высот, шт./га | Встречаемость, % | ||||
мелкий | средний | крупный | итого | в пересчете на крупный | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Естественные насаждения | |||||||
1 | 3С | 577 | 288 | 481 | 1346 | 1000 | 40 |
1Б | 0 | 0 | 192 | 192 | 192 | 31 | |
2Ос | 192 | 578 | 0 | 769,5 | 558 | 31 | |
4Олх | 0 | 192 | 1250 | 1442 | 1404 | 8 | |
2 | 1С | 63 | 125 | 688 | 875 | 819 | 45 |
4Б | 750 | 188 | 1500 | 2438 | 2025 | 50 | |
5Ос | 750 | 875 | 1438 | 3063 | 2513 | 75 | |
3 | 3С | 0 | 0 | 750 | 750 | 750 | 55 |
2Б | 625 | 313 | 125 | 1063 | 688 | 45 | |
1Олх | 500 | 250 | 0 | 750 | 450 | 10 | |
2Ив | 625 | 0 | 250 | 875 | 563 | 35 | |
2Ос | 250 | 500 | 0 | 750 | 525 | 15 | |
Искусственные насаждения | |||||||
4 | 4С | 1000 | 375 | 625 | 2000 | 1425 | 75 |
ед.Олх | 125 | 0 | 0 | 125 | 63 | 5 | |
2Ив | 250 | 0 | 375 | 625 | 500 | 25 | |
4Ос | 188 | 1125 | 500 | 1813 | 1494 | 45 | |
5 | 1С | 0 | 625 | 125 | 750 | 625 | 30 |
3Б | 250 | 438 | 1000 | 1688 | 1475 | 35 | |
3Олх | 313 | 1000 | 125 | 1438 | 1081 | 35 | |
ед.Е | 0 | 0 | 125 | 125 | 125 | 5 | |
3Ос | 750 | 625 | 313 | 1688 | 1188 | 30 | |
6 | 1Б | 0 | 0 | 313 | 313 | 313 | 15 |
9Ос | 0 | 813 | 1438 | 2250 | 2088 | 45 | |
7 | 1С | 125 | 0 | 125 | 250 | 188 | 15 |
8Ос | 375 | 1125 | 250 | 1750 | 1338 | 35 | |
1Ив | 375 | 0 | 0 | 375 | 188 | 10 | |
8 | 4С | 417 | 500 | 0 | 916 | 608 | 13 |
3Б | 500 | 84 | 84 | 667 | 400 | 40 | |
3Ос | 751 | 0 | 0 | 751 | 375 | 20 |
Приведенные в таблице 4 данные свидетельствуют, что в естественных насаждениях, сформировавшихся на дражных отвалах, количество жизнеспособного подроста сосны обыкновенной в пересчете на крупный варьируется от 750 до 1000 шт./га при встречаемости 40-55% и доле сосны в составе подроста до 30%. Другими словами, подрост сосны является неравномерным и его недостаточно для формирования насаждения в случае уборки или гибели материнского древостоя.
В искусственных насаждениях количество жизнеспособного подроста сосны в пересчете на крупный варьируется от 0 до 1425 шт./га при встречаемости от 0 до 75%. При этом доля сосны в составе подроста не превышает 40%, а на ПП-6 подрост сосны отсутствует.
В соответствии с действующими нормативными документами количество подроста под пологом насаждений, сформировавшихся на дражных отвалах, является недостаточным для формирования высокопроизводительных насаждений.
Однако, учитывая возраст сформировавшихся насаждений, можно рассматривать подрост лишь как резерв увеличения густоты древостоя. Кроме того, подрост служит подгоном, способствуя очищению стволов от сучьев, а также кормовой базой для диких животных, в частности бобров, поселившихся в дражных водоемах.
4. Заключение
1. Под пологом смешанных естественных и искусственных насаждений имеет место подрост сосны обыкновенной, берез повислой и пушистой, осины, ольхи серой и ивы козьей.
2. Лучшей обеспеченностью подростом сосны обыкновенной характеризуются естественные насаждения.
3. Из-за высокой сомкнутости крон древесного полога жизнеспособный подрост характеризуется низкой густотой и встречаемостью.
4. Наличие подроста под пологом насаждений, сформировавшихся на дражных отвалах, позволяет рассматривать его как резерв повышения густоты древостоев.
5. Подрост мягколиственных пород служит подгоном, способствует очищению стволов деревьев от сучьев, своим опадом способствует формированию почвы на дражных отвалах и служит кормовой базой для диких животных.