Лесоводственные основы формирования лиственных насаждений на юге Западной Сибири. Специальность: 06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук (стр. 3 )

Обратная ситуация наблюдается в отношении меди. Среднее содержание этого элемента в гумусовых горизонтах горно-лесных почв составляет 28,3-43,5 мг/кг, что несколько выше кларка Cu в почвах мира, но не превышает кларка в Земной коре.

В этой связи, оценка уровней концентрации элементов в гумусовых горизонтах почв может служить показателем экологического состояния экосистемы в целом. Средние значения валовых концентраций микроэлементов в гумусовых горизонтах почв лесного пояса Горного Алтая в несколько раз ниже нормативов, принятых в России, и не представляют опасности для живых организмов, в том числе и для человека.

В течение первых 50 лет жизнедеятельности лиственничные насаждения оказывают существенное влияние на повышение плодородия южных черноземов, что выражается в нейтрализации почвенного раствора, повышении содержания гумуса, степени насыщенности основаниями, меньшем накоплении тяжелых металлов.

6. Естественное возобновление лиственницы сибирской

в различных условиях произрастания

6.1. Естественное возобновление лиственницы в среднегорье

Анализ заготовки семян в среднегорье показал, что за 10-летний период имел место лишь один год с урожаем в 2 балла, а шесть лет были неурожайными. Не менее важным моментом является возможность прорастания семян и выживание всходов. Довольно успешно возобновление протекает в зеленомошных листвягах, в разнотравных и широкотравных возобновление затруднено сильным задернением почвы (Чижов, 2003). Практически совершенно отсутствует возобновление лиственницы в парковых листвягах.

Пастьба скота оказывает отрицательное влияние на процесс естественного возобновления лиственницы в отдельных условиях. Так, на теневых склонах среднегорий количество самосева лиственницы сибирской на вырубках без пастьбы скота лишь на 37 % больше, чем на вырубках с интенсивной пастьбой, хотя в отдельных местах при интенсивном выпасе скота возобновление лиственницы вообще отсутствует.

После рубки леса самосев лиственницы появляется в достаточном для ее возобновления количестве, но в связи с развитием травянистого покрова и интенсивной пастьбой скота количество его снижается, и этот процесс длится как минимум 15 лет. И только после этого на вырубках количество подроста начинает постепенно увеличиваться (рисунок 1).

Рисунок 1 – Зависимость между возрастом вырубки и количеством самосева лиственницы сибирской на теневой экспозиции в среднегорье

(количество самосева: 1 - на вырубках без пастьбы скота;

2  - на вырубках с интенсивной пастьбой скота)

Определенными особенностями отмечается интенсивность и направленность лесообразовательного процесса. Наиболее интенсивно после прекращения пастьбы скота возобновились пастбища на высоте от 1300 м – 3600 шт./га. C увеличением возраста после прекращения пастьбы скота возрастают общее количество подроста (r=0,85) и высота с 1,0 м в 10-летнем возрасте до 4,2 м - в 20-летнем. Породная структура подроста на пастбищах в среднегорье не отличается большим разнообразием, в составе участвуют лишь лиственница сибирская и береза повислая. Причем интенсивность возобновительного процесса у лиственницы сибирской более высокая в сравнении с березой повислой, в составе подроста ее участие достигает 90 %. На высоте 1150 м состав подроста 8Лц2Б, а на высоте 1300 м – 9Лц1Б. Эти различия связаны с развитием живого напочвенного покрова и мощностью образуемого при этом слоя дернины.

6.2. Влияние условий высокогорий на возобновительный процесс лиственницы сибирской

Одной их характеристик лесообразовательного процесса является его цикличность (Некрасова, 1961, 1974 и др.). Среди многих причин, вызывающих цикличность лесообразовательного процесса, основными являются климатические факторы и поэтому она наиболее ярко проявляется в районах с неблагоприятными для лесной растительности сочетаниями тепла и влаги. В экстремальных условиях совпадения благоприятных факторов для возобновления складываются только в отдельные годы, поэтому наблюдаются «волны» появления подроста по времени.

В составе подроста на гарях в высокогорье (таблица 5), участвуют лишь кедр сибирский и лиственница сибирская. Причем интенсивность возобновительного процесса у кедра сибирского более высокая, его участие в составе достигает 90 %. На высоте 1600 м состав подроста 9К1Лц, а на высоте 1800 м - 8К2Лц.

Таблица 5 - Естественное возобновление на гарях в высокогорье, шт./га

Высота над ур. м, м	Порода	Всхо-ды	Подрост, всего	в т. ч. по высоте, м
< 0,5	0,6 – 1,0	1,1 – 1,5	1,5 и >
Б	Н/б	Б	Н/б	Б	Н/б	Б	Н/б
1600	К	1160	2340	250	0	120	50	250	30	1330	310
Лц	110	195	0	0	25	0	0	0	110	60
Итого	1270	2535	250	0	145	50	250	30	1440	370
%	-	100,0	9,9	0	5,7	2,0	9,9	1,2	56,7	14,6
1800	К	1720	3225	1700	650	230	100	250	25	220	50
Лц	520	805	110	50	70	50	200	75	150	100
Итого	2240	4030	1810	700	300	150	450	100	370	150
%	-	100,0	44,9	17,4	7,4	3,7	11,2	2,5	9,2	3,7

Примечание: Б – благонадежный, Н/б – неблагонадежный

В первую очередь обращает на себя внимание различное количество подроста кедра и лиственницы старшего возраста (высота 1,5 м и более): на пробной площади на высоте 1600 м его всего 1810 шт./га, что составляет 70,1 % от общего количества, а на пробной площади 1800 м – 520 шт./га или 12,9 %. По нашему мнению, это связано с интенсивной деятельностью кедровки в первые годы после пожара.

Естественный отпад подроста лиственницы происходит под влиянием условий местопроизрастания и интенсивность отпада оказывается более высокой в сравнении с кедровым подростом. Так, в возрасте до 10 лет он составляет 45,4 %, а в возрасте более 20 лет – 66,7%, в то время как у кедра сибирского в этом возрасте удельный вес неблагонадежных растений не превышает 23,3 %.

В экстремальных условиях высокогорья при вегетационном периоде 60-70 дней интенсивность роста подроста кедра сибирского и лиственницы сибирской в высоту оказывается различной. За первые 40 лет жизни средняя высота подроста кедра сибирского составила около 170 см, а лиственницы сибирской – 250 см. Это можно объяснить лишь различной протяженностью периода роста растений в высоту. Естественное возобновление гарей в условиях высокогорий в большей степени зависит от наличия семян. У верхней границы леса семеношение у кедра сибирского и лиственницы сибирской практически отсутствует и появления самосева зависит от деятельности кедровки и направления ветров.

На гарях в течение 40 лет после пожара в высокогорье процесс естественного возобновления можно считать завершенным по количеству подроста и его породному составу, но процесс продолжается хотя и более низкой интенсивности. При исключении повторного пожара на гари сформируется смешанное насаждение с составом 7-8 К 2-3 Лц.

6.3. Интенсивность прироста лиственницы по диаметру в различных условиях

Радиальный прирост достаточно наглядно отражает не только возраст деревьев, но и соответствие условий произрастания их требованиям. Если в субальпийском подпоясе на границе произрастания кедра сибирского и лиственницы сибирской (1860 м) средний текущий прирост за последние 80 лет составил 0,4 мм в год, то по мере улучшения экологических условий, а это связано с понижением высоты относительно уровня моря, он повышается в 2 раза, достигая 0,8 мм в год на высоте 1680 м. Этого нельзя сказать о приросте деревьев в парковых лиственничниках, расположенных на высоте 1280 м над ур. м. Здесь снижение радиального прироста связано с возрастом деревьев, который находится на пределе жизненного цикла.

Таким образом, лиственница сибирская в горах Алтая устойчиво занимает экологическую нишу в горно-таежном и субальпийском подпоясах, где она, даже контактируя с темнохвойными породами, сохраняет свое присутствие и доминирование.

На границе между нижней кромкой леса и высокогорной степью ареал лиственницы сибирской постепенно сокращается главным образом по причинам антропогенного и зоогенного влияния. Особенно это проявляется вблизи населенных пунктов, где насаждения становятся парковыми, что является последней стадией деградации лиственничников.

7. Искусственное восстановление лиственницы сибирской

7.1. Состояние лесных культур в горных условиях

В Горном Алтае за 40 лет с начала проведения работ по искусственному лесовосстановлению было создано около 100 тыс. га лесных культур различных пород, что составляет 0,6 % покрытых лесом земель, в т. ч. из лиственницы 6,8 % (Парамонов, 1998; Парамонов и др., 2000, 2009).

Исследования проведены в елово-лиственничных и лиственничных культурах 30-32-летнего возраста, созданных в типе леса лиственничник разнотравный на высоте 1050 м над уровнем моря. Почвы темно–серые лесные мощные щебенистые. Растительный покров целинных участков представлен осочково-разнотравным сообществом

В смешанных посадках (Е-Е-Л-Л-Е-Е) выпас скота не проводился, а в чистых – в течение одного и пяти месяцев. При совместном произрастании у лиственницы сибирской сформировалось на 10 % больше деревьев средних размеров (III класс роста), а у ели превалировали отставшие в росте особи. Большая сохранность лиственницы в чистых посадках отмечена на площадях с краткосрочным выпасом животных и снижается в условиях постоянного выпаса.

Ход роста деревьев по высоте (рисунок 2) в смешанных посадках свидетельствует о лучших условиях в зеленомошном типе леса без выпаса скота. Лиственница сибирская развивается по Iа классу бонитета и опережает в росте ель сибирскую на 1,2-1,5 м. С началом выпаса скота рост культур резко снижается даже на площадях с краткосрочным выпасом, что привело к снижению бонитета на один класс. Еще более существенное снижение роста культур произошло на площадях с постоянным выпасом скота.

Рисунок 2 - Ход роста культур лиственницы и ели по высоте. Смешанные культуры (ПП-1): 1 – лиственница, 2 – ель; чистые культуры : 3 – лиственница (ПП-2), 4 – лиственница (ПП-3)

В смешанных культурах формируются высокопродуктивные древостои с запасами древесины 322 м3/га, из которых на долю лиственницы сибирской приходится 35 % (таблица 6).

Таблица 6 – Характеристика лесных культур

№ пр. пл.	Порода	Возраст, лет	Густота, шт./га	Диаметр, см	Высота, м	Класс бонитета	Полнота	Сумма Площ.,сеч., м2/га	Запас, м3/га	Средний прирост, м3
1	Листв.	32	550	18,3	15,4	Iа	0,4	14,5	113,1	3,5
Ель	1270	16,6	14,2	1,5	0,9	27,9	209,4	6,5
2	Листв.	30	1868	16,3	13,2	I	1,2	39,0	262,1	8,7
3	Лист.	30	1480	13,2	11,2	II	0,7	20,3	126,9	4,2

Чистые лиственничные культуры в условиях травяного типа леса оказались менее продуктивными, особенно на площадях с постоянным выпасом скота. Причиной снижения роста и продуктивности лесных культур послужило уплотнение почвы, вызванное зоогенным влиянием.