Автореферат: Лесоводственно-хозяйственная эффективность рубок ухода в сосновых насаждениях средней подзоны тайги Архангельской области (стр. 3 )

Запасы сосны в вариантах с двумя приемами рубок ухода варианты (12а,12б,12в) восстановились до уровня контрольного через 15–19 лет после разреживаний, и к возрасту 51 год различия с контролем составили 33–80 м3/га. На участке с одним приемом рубок ухода вариант (12к-80) запас сосны на протяжении 40 лет оставался выше контрольного.

Спустя 32 года с момента уходов наблюдается активная дифференциация деревьев как на рубочных, так и на контрольных площадях. Кривые распределения стволов на площаях с рубками ухода имеют две вершины в ступенях 0,7–0,8 и 1,0–1,2. Распределение деревьев контрольных насаждений не так сильно растянуто (0,4–1,7), оно имеет ярко выраженные вершины в ступенях 0,7– 0,9.

5. ВЛИЯНИЕ РУБОК УХОДА НА КАЧЕСТВО

ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ

5.1 Качество древесины в чистых сосновых насаждениях

Образцы древесины (керны) взяты в 2010 г, спустя 51 год после начала уходов. Динамика формирования древесины изучена за период 45 лет (с 20 до 64 лет) с разделением на три пятнадцатилетия (таблица 5.1).

Существенное различие ширины годичного слоя (ш. г.с.) между вариантами рубок ухода и контролем (89 – 193 %) наблюдается уже на этапе молодняка, сразу после проведения лесохозяйственного мероприятия. В среднем по насаждению в возрасте 65 лет ширина годичного слоя в контрольном варианте ниже по сравнению с рубочными площадями на 47 – 103%. Доказано различие вариантов ухода с контролем по ш. г.с., но не между вариантами с густотой 600-900 шт./га.

Процент поздней древесины колеблется от 34,8 до 38,8 % по вариантам ухода, и составляет 39,9 % на контроле, что несколько выше данных (1976). В пределах объекта с увеличением густоты насаждения процент поздней древесины увеличивается, но не зависит ни от ширины годичного слоя ни от количества слоев в 1 сантиметре. Достоверность различия вариантов ухода с контролем доказана на 5% уровне значимости.

На площадях с рубками ухода количество годичных слоев в 1 см древесины сосны на контроле превышает варианты рубочных площадей на 39,0 – 103,6 %, в то время как между собой варианты с рубками ухода различаются незначительно (0,3 – 1,3 годичных слоя на 1 см). Наименьшее число слоев отмечается у сосны на пробной площади с самым редким стоянием деревьев (234 шт./га). Наблюдается высокая и очень высокая связь диаметра деревьев с шириной годичного слоя и числом годичных слоев в 1 сантиметре. Статистические различия между пробными площадями с рубками ухода не доказаны, но доказано их различие с контрольным насаждением.

Количество годичных слоев и процент содержания поздней древесины соответствует ГОСТ 968-68 «Пиломатериалы авиационные…», что говорит о высоком качестве формируемой древесины сосны на контрольных и пройденных рубками ухода площадях в условиях средней подзоны тайги Архангельской области. Плотность древесины сосны после рубок ухода с возрастом увеличивается в соответствии с естественным ходом формирования древесины (таблица 5.2), установленным (1976).

В среднем по древостою плотность древесины контрольного насаждения превышает варианты рубок ухода на 6,0 – 11,8 %, и достоверность различия между ними доказана на 5 % уровне значимости. Между вариантами рубок достоверность различия не доказана.

Таблица 5.1

Сводная таблица показателей макроструктуры древесины сосны вариантов рубок ухода и контроля

Вариант/ Густота на 2010 год, шт./га

Возраст древостоя по периодам исследований, лет (по пятнадцатилетиям)

64-50

49-35

34-20

Среднее64-20

М±m

М±m

М±m

М±m

Ширина годичного слоя, мм

% поздней древесины

Число годичных слоев в 1 см, шт.

Ширина годичного слоя, мм

% поздней древесины

Число годичных слоев в 1 см, шт.

Ширина годичного слоя, мм

% поздней древесины

Число годичных слоев в 1 см, шт.

Ширина годичного слоя, мм

% поздней древесины

Число годичных слоев в 1 см, шт.

15 837

1,02±0,050 134,2

42,1±1,04 94,4

10,6±1,09 62,4

1,29±0,061 141,8

37,9±0,76 94,8

9,2±0,59 76,0

2,14±0,156 189,4

36,5±1,18 1,04

4,8±0,44 52,2

1,49±0,092 158,5

38,8±0,67 97,2

7,0±0,57 61,4

16 894

0,88±0,098 115,8

43,8±1,32 98,2

17,8±4,29 104,7

1,40±0,095 153,8

36,1±0,98 90,3

7,4±0,41 61,2

2,23±0,145 197,3

32,7±1,53 93,2

4,4±0,33 47,8

1,50±0,106 159,6

37,7±1,01 94,5

7,3±0,63 64,0

17 596

0,72±0,043 94,7

43,2±0,78 96,9

27,3±6,87 160,6

1,03±0,087 113,2

39,4±1,14 98,5

11,8±1,58 97,5

2,39±0,197 211,5

33,6±1,09 95,7

4,4±0,31 47,8

1,38±0,130 146,8

38,7±0,83 97,0

8,2±0,74 71,9

18 234

1,10±0,044 144,7

39,0±0,88 87,4

9,3±0,84 54,7

1,77±0,142 194,5

34,3±1,01 85,8

5,7±0,41 47,1

3,32±0,157 293,8

29,2±1,24 83,2

3,1±0,19 33,7

1,91±0,153 203,2

34,8±0,84 87,2

5,6±0,63 49,1

3к 1000

0,76±0,070 100

44,6±0,96 100

17,0±3,05 100

0,91±0,068 100

40,0±0,82 100

12,1±0,95 100

1,13±0,054 100

35,1±0,90 100

9,2±0,85 100

0,94±0,043 100

39,9±0,77 100

11,4±0,72 100

Примечание: в числителе величина, в знаменателе процент от контроля.

Таблица 5.2

Средняя плотность древесины на площадях с рубками ухода и на контроле

Вариант/ густота на 2010 год, шт./га	Возраст древостоя по периодам исследований, лет (по пятнадцатилетиям)
50-64	35-49	20-34	Среднее, 20-64
М±m, %	М±m, %	М±m, %	М±m, %
15 837	483,7±0,01	446,6±0,01	394,2±0,01	441,5±0,01 94,4
16 894	462,8±0,01	420,1±0,01	392,0±0,01	425,0±0,01 90,9
17 596	454,1±0,01	415,4±0,01	397,0±0,02	422,2±0,01 90,3
18 234	448,8±0,01	407,9±0,01	393,7±0,01	418,4±0,01 89,4
3к 1000	508,6±0,01	467,3±0,01	427,4±0,01	467,8±0,01 100

5.2 Качество древесины в смешанных сосновых насаждениях со вторым ярусом ели

В целом по древостою 75-летнего возраста, различия между вариантами ухода и контролем по ширине годичного слоя и содержанию поздней древесины незначительные, и составляют от 1 до 9% и от 3,9% до 7,4%, соответственно. Содержание поздней древесины, число годичных слоев и плотность древесины соответствует средним показателям для таежной зоны Европейской части РФ (Полубояринов, 1976; Мелехов, Бабич, Корчагов, 2003) и ГОСТ 968-68 и даже превышают их.

Плотность древесины сосны между вариантами рубок ухода на всех этапах исследования различается незначительно (0,2 – 1,5%), и в среднем за весь период наблюдений (56 лет) оказалась одинаковой. В насаждениях, пройденных уходами, разница в плотности древесины в радиальном направлении (по периодам роста) составляет 6,4 – 7,6 % или 29,3 – 35,1 кг/м3, что говорит о более равномерном формирования древесины по диаметру, по сравнению с контролем (таблица 5.3). В среднем, за весь период наблюдения разница в плотности древесины между объектами исследования не превышает 3,5%. Достоверность различия между вариантами не доказана.

Таблица 5.3

Плотность древесины сосны на площадях с рубками ухода и на контроле в смешанных сосняках со вторым ярусом ели, кг/м3

Вариант/ Густота* на 2010 год, шт./га	Периоды исследований
До ухода	После первого ухода	После второго ухода	За весь период
М±m, %	М±m, %	М±m, %	М±m, %
5 720	422,1±12,53	436,6±11,43	451,4±13,19	436,6±7,25 96,7
6 1098	423,2±5,27	429,3±9,33	458,3±9,18	436,9±5,43 96,9
7к 1819	430,1±13,34	448,5±9,61	474,0±10,22	450,9±7,07 100

* ­– Общая густота первого яруса насаждения (сумма стволов сосны и березы)

6. ЛЕСОВОДСТВЕННО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУБОК УХОДА

По каждому из изученных вариантов рубок ухода и контрольным насаждениям проведена сортиментация, позволяющая проследить количество лесоматериалов по категориям крупности и видам лесоматериалов, получаемых на выходе, то есть при проведении главной рубки. Сортиментную структуру определяли с использованием сортиментных таблиц. К категории крупных сортиментов относили сортименты с диаметром 25 см и выше, к средним-1 – от 18 до 24 см, к средним-2 – от 13 до 17 см и к мелким – сортименты с диаметром от 3 до 12 см (Лесотаксационный справочник…, 2012).

Рубки ухода с формированием чистых сосновых насаждений (ПП 15, 16, 17, 18) больше подходят для выращивания пиловочника. Использование их для получения сырья для целлюлозно-бумажной промышленности нецелесообразно, так как выход мелкой древесины здесь не высокий (рисунок 6.1а). В контрольном насаждении к 65-летнему возрасту практически не сформировалось древесины крупной категории (всего 0,3 м3/га), а количество средней категории в 2-3 раза меньше, по сравнению с насаждениями, пройденных рубками ухода.

В смешанных сосняках со вторым ярусом ели, пройденных рубками ухода выход крупных сортиментов хвойных пород в 9 – 17 раз выше по сравнению с контролем, где он составляет 0,3% от общего запаса насаждения. Количество средних сортиментов по всем вариантам примерно одинаково. Мелкой хвойной древесины, не представляющей высокой хозяйственно-экономической ценности, в контрольном варианте оказалось больше, чем в разреженных. В насаждениях, пройденных рубками ухода, выход наиболее ценных сортиментов (хвойного пиловочника) на 4-7% или на 6-12 м3/га выше, по сравнению с контролем (рисунок 6.1б).

Сосновым насаждениям искусственного происхождения всего 51 год, поэтому, несмотря на формирование их состава и структуры рубками ухода, древесина крупных категорий еще не сформировалась (рисунок 6.1в). Максимальный запас древесины наблюдается на площади с одним уходом (12к-80), большая часть из которой – мелкая древесина. Больше всего крупной древесины на площади с самым интенсивным разреживанием (12в). В составе разреженных насаждений лиственные породы занимают всего от 1,5 до 10%, в то время как на контроле они составляют 35% от общего запаса древесины.

Исходя из полученных результатов и многолетнего наблюдения за опытными объектами, можно дать следующие рекомендации по проведению рубок ухода для включения в региональные нормативы. Режим рубок ухода в чистых сосняках (ПП 16 и 17) больше подходит для получения максимальной прибыли на выходе, то есть к моменту главной рубки. Получение прибыли в процессе промежуточного пользования здесь невозможно, выхода деловой древесины при уходе за лесом нет. Режимы рубок ухода, подобные нашим объектам в смешанных сосняках со вторым ярусом ели, не рекомендуются нами в качестве производственных в связи со сложной организацией и высокими затратами на проведение трех приемов не высокой интенсивности, а также поздним началом их проведения, что не позволяет в полной мере достичь лесоводственного, а далее и хозяйственного эффекта по улучшению качественных характеристик запаса. Однако уход за подростом ели позволил сформировать хороший еловый ярус, способный заменить сосново-березовый после главной рубки.

а

 

б

в

Рисунок 6.1 – Количество древесины по видам лесоматериалов на пробных площадях, сформированных рубками ухода, и контроля: а – чистые сосняки;

б – смешанные сосняки со вторым ярусом ели;

в – лесные культуры сосны, созданные посевом.

В сосняках искусственного происхождения возраст проведения первого приема в 10 лет и второго в 20 лет оправдан, сформированная густота позволяет провести 1-2 приема коммерческих рубок ухода. Интенсивность разреживания в 10 летнем возрасте с оставлением 6,5 тыс. шт./га деревьев сосны считается недостаточной, в связи с чем рекомендуется дополнительно провести 1-2 высокоинтенсивных разреживания с доведением густоты сосны до 800 шт. на га и березы 200-250 шт. на га.

ВЫВОДЫ

1.  Стационарные объекты, заложенные в сосновых древостоях различных формаций (чистые и смешанные естественного происхождения, лесные культуры, созданные посевом) позволяют с этапа молодняков до возраста приспевания проследить динамику лесоводственно-таксационных показателей насаждений, пройденных 1-3 приемными рубками ухода различной интенсивности.

2.  Во всех исследуемых формациях проведение рубок ухода способствует лучшему распределению деревьев по естественным ступеням толщины, по сравнению с контролем. Происходит сокращение рядов распределения за счет выравнивания стволов, формируется четко выраженный пул деревьев в центральных ступенях толщины, обеспечивая формирование равномерного (с точки зрения размеров деревьев) древостоя.

3.  Формирование чистых сосновых насаждений черничного типа леса путем проведения рубок ухода в естественных молодняках первого класса возраста приводит к значительному увеличению прироста по диаметру, высоте и по запасу основной породы. Чем выше интенсивность разреживания, тем больше прирост по диаметру и меньше в высоту. Однако чрезмерное снижение числа деревьев (ниже 650-700 шт./га) приводит к уменьшению средней высоты и запаса древостоя, формированию деревьев с низкоопущенной кроной с толстыми сучьями.

4.  В приспевающих смешанных сосново-березовых насаждениях черничного типа леса в результате трех приемов рубок ухода (спустя 36 лет после первого разреживания) средние диаметр и высота березы и ели значительно превышают аналогичный показатель контрольного насаждения. Сосна не так интенсивно отреагировала на проведение уходов и превышение среднего диаметра по сравнению с контролем составило 0,5 – 2,6 см; средней высоты на 0,5 – 0,8 м.

5.  Наибольшим лесоводственным эффектом проведения трехприемных рубок ухода является активное развитие елового яруса, способного сформировать новое насаждение без промежуточной смены на лиственное после вырубки первого яруса. В еловом ярусе контрольного насаждения, наблюдается увеличение числа деревьев ниже среднего по диаметру, что связано с жесткой внутривидовой конкуренцией, обусловленной высокой густотой елового яруса, и угнетающим действием загущенного сосново-березового яруса.

6.  В сосняках искусственного происхождения созданных посевом через 40 лет после рубок ухода диаметр и высота сосны выше, по сравнению с контрольным насаждением на 1,2 – 4,9 см и 1,3 – 2,7 м соответственно, а среднепериодический прирост по запасу в 1,5 – 2 раза. На контрольной пробной площади за последние годы наблюдается значительное снижение запаса, что связано с естественной дифференциацией и интенсивным отпадом угнетенных деревьев.

7.  В искусственных сосновых насаждениях лучший результат дают двух приёмные рубки ухода, в результате которых выход наиболее ценных сортиментов (крупная и средняя категории) на 1 – 40 м3/га выше по сравнению с насаждением, пройденным одним уходом, и нам3/га выше, по сравнению с насаждением без ухода.

8.  Под влиянием рубок ухода в исследуемых насаждениях уже после первого разреживания происходит увеличение ширины годичного слоя, снижение процента поздней древесины в годичном слое и уменьшение числа годичных слоев в одном сантиметре, а плотность древесины на протяжении всего периода остается ниже контрольной. В результате разреживаний происходит более равномерное формирование годичных слоев древесины с определенным постоянным соотношением поздней и ранней зон. Древесина, как контрольных, так и пройденных рубками ухода насаждений соответствует ГОСТу 968-68 «Пиломатериалы авиационные…» по показателям макроструктуры и средним показателям плотности для Архангельской области, Рубки ухода не приводят к снижению качества формируемой древесины сосны, как в чистых, так и в смешанных насаждениях.

9.  В насаждениях всех исследуемых формаций, пройденных рубками ухода, количество крупномерной древесины (крупная и средняя-1 категории) значительно превышает количество древесины данных категорий в контрольных насаждениях, что позволяет получить больший выход наиболее ценных лесоматериалов (пиловочника), обеспечивая тем самым лесоводственно-хозяйственную эффективность.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.  Для формирования чистых сосновых насаждений необходимо обязательное проведение рубок ухода в возрасте сосновой части 13-17 лет. При дальнейшем ведении хозяйства без коммерческих рубок густота оставляемого насаждения должна составлять 700-900 шт. деревьев сосны на га. При ведении хозяйства, включающего проведение коммерческих рубок ухода, густота формируемого насаждения должна составлять от 1500 до 1800 шт./га в зависимости от количества планируемых приемов коммерческих рубок.

2.  Начало проведения разреживаний в сосново-березовом насаждении со вторым ярусом ели в конце второго класса возраста является запоздалым и не обеспечивает достижения максимального эффекта (значительного увеличения лесоводственно-таксационных показателей). При формировании древостоев тремя приемами рубок ухода наибольшую роль играет интенсивность первого приема разреживания. Поэтому проведение разреживаний в смешанных насаждениях необходимо начинать с 20-летнего возраста и формировать оптимальную густоту уже в первый прием. При наличии хорошего елового яруса дальнейшее формирование насаждений проводить через смену пород по схеме: сосна – ель – сосна с участием лиственных пород в пределах 20%.

3.  В искусственно созданных насаждениях созданных посевом обязательно проведение первого приема рубок ухода в возрасте 10–15 лет с целью предотвратить смену пород и оптимизировать условия восстановления и роста культур. Следующие приемы рубок ухода следует проводить в возрасте 40 и 60 лет. Густоту оставляемых насаждений следует планировать с учетом целей лесовыращивания. Чем ниже густота, тем крупнее формируется древесина. Главную рубку проводить в возрасте культур 80 лет и при отсутствии естественного возобновления в культурах следует их создавать вновь на данных площадях.

4.  При использовании в системе «лесопользование – лесовосстановление – лесовыращивание – лесопользование», хотя бы одного приема рубок ухода в самом начале формирования насаждений (как естественных, так и искусственных) возможно выращивание целевых хвойных насаждений без промежуточной смены на лиственные. Если включить в эту систему 1-2 приема коммерческих рубок ухода, то можно значительно увеличить пользование древесиной с одного гектара лесных насаждений за цикл хозяйства.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях по перечню ВАК:

1.  , Чибисов деревьев при рубках ухода // Вестник Московского государственного университета леса – «Лесной вестник» №3. 2013. С. 76-80.

2.  , Наквасина трехприемных рубок ухода в смешанных сосняках со вторым ярусом ели // Изв. вузов. Лесной журнал. №5. 2012. С. 52-59.

3.  , Захаров сосняков искусственного происхождения под влиянием рубок ухода // Ученые записки петрозаводского государственного университета. №6. 2013. С. 60-65.

4.  Захаров рубок ухода на качество древесины сосны // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. Выпуск 2С. 15-26.

Прочие:

5.  Захаров рубок ухода на рост сосны и ели в смешанных сосняках. // Сборник трудов ФГУ «СевНИИЛХ» по итогам научно-исследовательских работ за гг. Архангельск. 2011. С. 50-55.

6.  К вопросу классификации деревьев при рубках ухода. // Материалы конференции «Образование и наука: ступени развития» в рамках ежегодной конференции «Ломоносова достойные потомки». Архангельск. 2010. С. 95-98.

7.  О закономерностях роста сосны по диаметру при рубках ухода // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докладов XVIII Всероссийской молодежной научной конференции. Сыктывкар, 2011. С 164-165.

8.  , , Захаров и экономическая эффективность рубок ухода: практ. пособие. 2-е изд., испр. и доп. Архангельск: Изд-во С(А)ФУ. 20с.

9.  , , Дворяшин свойства древесины сосны скрученной // Сборник трудов ФГУ СевНИИЛХ» по итогам научно-исследовательских работ за гг. Архангельск. 2011. С. 43-50.