Воспроизводство лесов и лесоразведение в государственном лесном фонде Республики Казахстан является одним из главных мероприятий, обеспечивающих непрерывное, неистощимое пользование лесом, расширенное воспроизводство, улучшение породного состава и качества лесов, повышение их продуктивности, усиление водоохранных, защитных и иных полезных свойств лесов в интересах охраны здоровья населения, улучшения экологической обстановки. Разработка рациональных методов лесопользования, направленная на сохранение качества окружающей среды, основанная на достижениях современной лесной науки и практики, имеет актуальное значение [2, 4].
Биологическая устойчивость леса зависит от многих условий. Общеизвестно, что смешанные лесные культуры более устойчивые, имеют более высокую приживаемость. Считается, что лесные культуры должны быть смешанными, состоящими из нескольких видов древесных растений. Преимущества смешанных лесных культур подтверждаются опытом степного и полезащитного лесоразведения. В Казахстане созданы лесные культуры всех трех типов. По прошествии времени появилась необходимость их изучения с целью определения взаимовлияния древесных пород друг на друга и выбора оптимальных схем смешения лесных культур. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
- Изучить состояние и рост смешанных лесных культур.
- Определить наиболее перспективный способ создания смешанных лесных культур.
- Обосновать оптимальные схемы смешения лесных культур.
Материалы и методы исследований
Изучение состояния и роста лесных культур осуществлялось на основе общепринятых методических разработок [5, 6], в основу которых положена закладка постоянных и временных пробных площадей и проведение на них наблюдений. Изучение лесных культур включало определение возраста, сохранности, густоты, высоты и прироста, диаметра ствола, протяженности кроны, очищения ствола. Состояние определялось по 5-балльной шкале, в которой 5 баллов присваивалось насаждению с хорошим состоянием, 3 – удовлетворительным, 1 – неудовлетворительным, 4-й и 2-й баллы являлись промежуточными. На пробных площадях учитывалось не менее 200 деревьев.
Объектами исследований являлись смешанные культуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), березы повислой (Betula pendula Roth.) и вяза мелколистного (Ulmus parvifolia Jacq.), созданные в государственных учреждениях лесного хозяйства (ГУЛХ) Акмолинской области, III класса возраста, произрастающие в свежих типах леса. Описание пробных площадей (п.п.) приведено в табл. 1. Пробные площади отбирались по различным схемам смешения: п.п. № 1–4 – кулисное, п.п. № 5 – звеньевое. Размещение деревьев на всех пробных площадях, 0,75×3,0 м. В звеньях число растений – 14 шт., кулисы сосны обыкновенной состоят из 2–5 рядов.
Таблица 1
Описание пробных площадей в ГУЛХ Акмолинской области РК
|
№ п/п |
Местонахождение |
Таксационные показатели |
|||||||
|
ГУ, лесничество |
Квартал |
Выдел |
Состав |
Возраст, лет |
Полнота |
Бонитет |
Тип леса |
Густота, шт./га |
|
|
1. |
Отрадненское, Пушкинское |
3 |
7 |
6С4Б |
47 |
0,6 |
III |
С3 |
2375 |
|
2. |
Красноборское, Красноборское |
36 |
19 |
5С5Б |
60 |
0,7 |
III |
С3 |
1777 |
|
3. |
ГУ «Акколь», Барап |
1 |
2 |
6С4Б |
54 |
0,8 |
IV |
С3 |
2466 |
|
4. |
Урумкайское, Урумкайское |
23 |
10 |
5С4Вз |
53 |
0,5 |
III |
С3 |
Не опр. |
|
5. |
Урумкайское, Урумкайское |
14 |
1 |
6С4Б |
46 |
0,6 |
II |
С3 |
1298 |
Результаты исследований и их обсуждение
При проведении наблюдений за опытными объектами получены следующие результаты. В одновозрастных смешанных культурах (пп. № 1 и 5), созданных по различным схемам смешения, сосна обыкновенная по росту лидирует при кулисном смешении с березой повислой (табл. 2). При звеньевом смешении (пп. № 5) сосна обыкновенная превышает по диаметру березу повислую, но отстает от нее по высоте. Коэффициент вариации колеблется на среднем уровне, следовательно, изменчивость показателей роста сосны обыкновенной и березы повислой невысокая. Состояние деревьев оценивается как удовлетворительное. Густота в кулисных культурах больше, чем при звеньевом смешении. При смешении сосны обыкновенной с вязом мелколистным и березой повислой рост в высоту сосны практически одинаков, в смешении с березой несколько превышает по диаметру при одинаковых прочих условиях.
Таблица 2
Показатели роста смешанных лесных культур в ГУЛХ Акмолинской области Республики Казахстан
|
№ п/п |
Состав |
Возраст, лет |
Порода |
Средние показатели |
Расстояние до живой ветви, м |
|||||
|
Диаметр, см |
Высота, м |
|||||||||
|
Х ± m |
δ |
V, % |
Х ± m |
δ |
V, % |
|||||
|
1. |
6С4Б |
47 |
С |
17,1 ± 0,4 |
4,1 |
24,3 |
17,1 ± 0,5 |
4,5 |
26,2 |
9,4 ± 0,4 |
|
2. |
5С5Б |
60 |
С |
18,8 ± 0,3 |
3,7 |
19,9 |
19,6 ± 0,4 |
4,9 |
25,2 |
11,3 ± 0,3 |
|
60 |
Б |
20,1 ± 0,8 |
3,6 |
18,1 |
21,7 ± 1,1 |
4,9 |
22,3 |
Не опр. |
||
|
3. |
6С4Б |
54 |
С |
14,3 ± 0,3 |
3,4 |
23,9 |
14,6 ± 0,3 |
3,7 |
25,2 |
7,9 ± 0,2 |
|
4. |
6С4Вз |
53 |
С |
13,7 ± 0,8 |
5,5 |
40,6 |
14,8 ± 0,5 |
3,6 |
23,9 |
10,9 ± 0,4 |
|
5. |
6С4Б |
46 |
С |
15,6 ± 0,4 |
4,1 |
25,4 |
15,6 ± 0,4 |
1,6 |
19,4 |
9,3 ± 0,3 |
|
Б |
14,8 ± 0,4 |
3,5 |
24,2 |
16,5 ± 0,4 |
3,6 |
21,9 |
8,1 ± 0,2 |
|||
В научной литературе часто встречается мнение, что при совместном произрастании сосны обыкновенной и березы повислой соседние ряды этих пород негативно влияют на рост и состояние друг друга [1, 3]. Наши наблюдения были проведены в зависимости от удаленности рядов сосны обыкновенной от рядов березы повислой (табл. 3). В культурах Отрадненского ГУЛХ (пп. № 1) проведены рубки ухода, вырублен каждый 4 ряд, поэтому по росту лидируют ряды сосны обыкновенной, рядом с которыми был сделан уход. На пп. № 2 и 3 рост сосны обыкновенной в соседних с березой рядах превышает рост растений в более отдаленных рядах (рис. 1). Явного лидерства по состоянию сосны обыкновенной в зависимости от удаленности рядов от березы повислой не прослеживается, хотя данный признак незначительно выше в ближних к березе рядах.
Рис. 1. Рост сосны обыкновенной в зависимости от удаленности рядов березы повислой в смешанных лесных культурах на пробной площади № 3
Таблица 3
Показатели роста и состояния сосны обыкновенной в смешанных кулисных лесных культурах в зависимости от удаленности рядов березы повислой в ГУЛХ Акмолинской области Республики Казахстан
|
Номер пробной площади |
Номер ряда |
Возраст, лет |
Средние показатели |
Расстояние до живого сучка, м |
Состояние, балл |
|||||
|
Диаметр, см |
Высота, м |
|||||||||
|
Х ± m |
Δ |
V, % |
Х ± m |
δ |
V, % |
|||||
|
1. |
1* |
42 |
15,6 ± 0,9 |
3,5 |
22,6 |
14,7 ± 0,8 |
3,1 |
21,4 |
8,6 ± 0,5 |
2,9 |
|
2 |
17,1 ± 1,5 |
4,7 |
27,9 |
17,4 ± 1,7 |
5,6 |
32,4 |
10,8 ± 1,5 |
2,9 |
||
|
1 |
15,3 ± 1,3 |
5,2 |
34,0 |
14,7 ± 1,3 |
5,0 |
34,3 |
8,7 ± 0,6 |
2,7 |
||
|
1 |
19,3 ± 0,7 |
2,8 |
14,6 |
18,0 ± 0,7 |
3,0 |
16,7 |
9,4 ± 1,2 |
3,3 |
||
|
2 |
15,7 ± 0,8 |
3,6 |
22,9 |
16,5 ± 1,0 |
4,2 |
25,6 |
7,7 ± 0,6 |
2,8 |
||
|
1 |
18,9 ± 0,8 |
3,5 |
18,7 |
20,2 ± 0,9 |
3,7 |
18,4 |
11,3 ± 0,6 |
3,2 |
||
|
2. |
1 |
60 |
18,5 ± 0,2 |
3,2 |
17,7 |
19,8 ± 0,9 |
4,7 |
23,7 |
12,4 ± 0,7 |
2,8 |
|
2 |
18,9 ± 0,5 |
3,8 |
20,1 |
19,8 ± 0,6 |
5,0 |
25,5 |
11,0 ± 0,4 |
3,0 |
||
|
2 |
17,7 ± 0,7 |
3,6 |
20,4 |
18,1 ± 1,0 |
5,3 |
29,3 |
10,1 ± 0,5 |
2,8 |
||
|
1 |
19,5 ± 0,7 |
4,0 |
20,5 |
20,4 ± 0,8 |
4,6 |
22,6 |
11,6 ± 0,5 |
3,0 |
||
|
3. |
1 |
54 |
14,6 ± 0,5 |
3,4 |
23,4 |
14,8 ± 0,6 |
3,9 |
26,5 |
7,2 ± 0,2 |
3,4 |
|
2 |
15,1 ± 0,6 |
3,7 |
25,2 |
14,4 ± 0,5 |
3,5 |
24,4 |
7,1 ± 0,2 |
3,3 |
||
|
3 |
13,7 ± 0,4 |
2,6 |
19,4 |
14,4 ± 0,4 |
2,8 |
19,7 |
8,1 ± 0,2 |
3,0 |
||
|
3 |
13,3 ± 0,6 |
2,7 |
20,7 |
14,7 ± 0,7 |
3,4 |
23,1 |
8,3 ± 0,4 |
2,7 |
||
|
2 |
13,5 ± 0,7 |
3,4 |
25,2 |
14,1 ± 0,7 |
3,3 |
23,3 |
9,0 ± 0,6 |
3,0 |
||
|
1 |
15,1 ± 0,9 |
4,2 |
28,4 |
15,4 ± 1,2 |
5,4 |
35,5 |
8,5 ± 0,4 |
3,0 |
||
|
4. |
1 |
54 |
14,3 ± 0,4 |
2,7 |
19,4 |
14,8 ± 0,5 |
3,6 |
24,8 |
12,1 ± 0,4 |
2,8 |
|
2 |
12,7 ± 0,4 |
3,1 |
24,8 |
14,5 ± 0,4 |
3,1 |
21,3 |
10,4 ± 0,3 |
2,8 |
||
|
2 |
13,3 ± 0,8 |
2,9 |
26,0 |
13,1 ± 0,4 |
3,2 |
25,0 |
9,2 ± 0,3 |
2,7 |
||
|
1 |
14,0 ± 0,4 |
3,07 |
21,8 |
16,71 ± 0,5 |
4,0 |
24,3 |
11,7 ± 0,3 |
2,8 |
||
Примечание. * – 1-й ряд сосны обыкновенной расположен возле березы повислой.
Проведен однофакторный дисперсионный анализ роста смешанных кулисных культур сосны обыкновенной и березы повислой с целью определения зависимости показателей роста сосны (диаметр, высота, состояние, прямоствольность) от удаленности рядов березы. Для этого были взяты биометрические данные сосны обыкновенной (1 и 2 ряды), произрастающей на пп. № 1 (табл. 4).
Таблица 4
Зависимость показателей роста сосны обыкновенной от удаленности от рядов березы повислой в смешанных культурах Отрадненского ГУЛХ
|
Признак |
Показатели |
Факториальное разнообразие |
Случайное разнообразие |
Общее |
|
Диаметр |
Дисперсия |
104 |
158 |
262 |
|
Степень влияния факторов |
39,7 |
60,3 |
100 |
|
|
Число степеней свободы |
1 |
18 |
19 |
|
|
Коррелятивная дисперсия |
104 |
8,8 |
13,8 |
|
|
Коэффициент достоверности |
11,8 |
|||
|
Высота |
Дисперсия |
58 |
160 |
218 |
|
Степень влияния факторов |
26,6 |
73,4 |
100 |
|
|
Число степеней свободы |
1 |
18 |
19 |
|
|
Коррелятивная дисперсия |
58 |
8,9 |
11,5 |
|
|
Коэффициент достоверности |
6,5 |
|||
|
Расстояние до живой ветви |
Дисперсия |
92 |
250 |
342 |
|
Степень влияния факторов |
26,9 |
73,1 |
100 |
|
|
Число степеней свободы |
1 |
18 |
19 |
|
|
Коррелятивная дисперсия |
92 |
13,9 |
18 |
|
|
Коэффициент достоверности |
6,6 |
|||
|
Состояние |
Дисперсия |
5 |
5 |
10 |
|
Степень влияния факторов |
50 |
50 |
100 |
|
|
Число степеней свободы |
1 |
18 |
19 |
|
|
Коррелятивная дисперсия |
5 |
0,3 |
0,5 |
|
|
Коэффициент достоверности |
18,0 |
|||
|
Прямоствольность |
Дисперсия |
5 |
6 |
11 |
|
Степень влияния факторов |
45,5 |
54,5 |
100 |
|
|
Число степеней свободы |
1 |
18 |
19 |
|
|
Коррелятивная дисперсия |
5 |
0,3 |
0,6 |
|
|
Коэффициент достоверности |
15,0 |
По полученным данным видно, что на рост сосны обыкновенной близость березы повислой влияет на 26,6 % по высоте и на 39,7 % по диаметру. Достаточно велико воздействие березы повислой на сосну обыкновенную по состоянию и прямоствольности (соответственно 50 и 45,5 %). Исходя из коэффициента достоверности (Fтабл = 4,1 < Fфакт = 15,0), можно сделать вывод, что удаленность рядов березы повислой достоверно влияет на показатели роста и состояния сосны обыкновенной. Аналогичные данные получены по другим исследуемым смешанным лесным культурам.
Однофакторный дисперсионный анализ между рядовыми и звеньевыми смешанными культурами сосны обыкновенной и березы повислой показал, что способ создания культур практически не влияет на рост сосны обыкновенной: прямоствольность (7,5 %) и состояние (20,6 %) (соответственно Fтабл = 4,1 < Fфакт = 4,7; Fтабл = 4,1 < Fфакт = 15,0).
Рост звеньевых культур сосны обыкновенной значительно превышает одновозрастные смешанные и чистые культуры сосны обыкновенной (рис. 2).
Заключение
Создание лесных культур – это сравнительно длительный процесс. Лесохозяйственный процесс создания лесных культур разделяется на этапы разной продолжительности, каждый из которых содержит определенную систему лесокультурных мероприятий. В зависимости от цели создания лесных культур обосновывается подбор древесных пород для образования устойчивых лесонасаждений. При выборе древесных пород и их сочетаний необходимо учитывать целевое назначение лесных культур и их биологическую устойчивость [7]. На данном этапе для создания благоприятных условий формирования смешанных лесных культур в Северном Казахстане лучшим способом является кулисный, причем число рядов сосны обыкновенной может колебаться от 3 до 5.
Рис. 2. Рост культур сосны обыкновенной и березы повислой, посаженных различными способами, в Урумкайском ГУЛХ
Рецензенты:
Заблоцкий В.И., д.с-.х.н., заслуженный лесовод Российской Федерации, начальник Департамента лесного хозяйства Администрации Томской области, г. Томск;
Кулижский С.П., д.б.н., профессор, проректор по социальной работе ТГУ, заведующий кафедрой почвоведения и экологии почв, БИ ТГУ, г. Томск.
Работа поступила в редакцию 04.04.2014.