Лесовозобновление
Лесовозобновление в зависимости от степени участия человека может быть естественным, комбинированным и искусственным. Естественное возобновление леса осуществляется обычно без вмешательства человека. По времени его появления по отношению к рубке древостоя оно подразделяется на предварительное и последующее.
Искусственное лесовосстановление осуществляется путем посева семян (посев леса) или посадки одного из видов лесокультурного посадочного материала лесных древесных пород (посадка леса).
При комбинированном лесовозобновлении формирование насаждения осуществляется путем посева или посадки леса и с участием предварительного или последующего естественного возобновления древесных пород.
Естественное возобновление, особенно предварительное, как правило, позволяет сократить срок выращивания древесины, создать леса, наиболее соответствующие по своему составу, структуре и строению конкретным естественноисторическим условиям. Считается, что естественно возобновившиеся леса более устойчивы против вредителей и болезней, более долговечны и, что особенно важно, наиболее экономичны с точки зрения затрат труда и средств. Однако естественное возобновление не всегда обеспечено в разных типах условий местопроизрастания. Иногда оно растягивается на длительный период и нередко происходит со сменой хозяйственно ценных древесных пород на относительно малоценные.
При искусственном лесовозобновлении почти всегда гарантируется создание и выращивание насаждений заданного состава и определенного целевого назначения. Имея равномерное размещение посевных или посадочных мест, лесные культуры обычно являются более быстрорастущими и однородными по таксационному строению, нередко и более производительными, чем естественные древостои; возраст рубки в них наступает раньше. Создание лесных культур связано, однако, со значительными затратами труда и средств, в том числе и на защиту их от вредителей и болезней, повышение их устойчивости и долговечности.
Хорошие результаты дает сочетание естественного и искусственного способов лесовозобновления. Искусство лесовода заключается в правильном определении оптимального соотношения и сочетания различных способов лесовозобновления на основе конкретных естественно-исторических и экономических условий, чтобы при минимальных затратах обеспечить выращивание высокопродуктивных лесов лучшего качества.
Наилучшие условия для естественного возобновления леса - в таежных лесах; по мере продвижения на юг к лесостепной зоне они ухудшаются. Примерно в том же направлении увеличивается интенсивность ведения лесного хозяйства и удельный вес лесных культур в системе лесовозобновления.
Лесовозобновление в зависимости от способа размножения древесных и кустарниковых пород может быть семенным, вегетативным и смешанным.
Основные направления искусственного лесовосстановления
Основными направлениями искусственного лесовозобновления являются лесовосстановление и лесоразведение. Искусственное лесовосстановление - это создание лесных культур на площадях, ранее покрытых лесом. Лесоразведение - создание лесных культур на площадях, где ранее лес не произрастал. Лесоразведение может быть осуществлено только искусственным путем - посевом или посадкой леса. При лесовосстановлении, наряду с посевом и посадкой леса, может быть использовано и естественное возобновление отдельных пород, а в целом оно может происходить комбинированно. Особым видом комбинированного лесовосстановления и особым направлением лесокультурной деятельности является реконструкция молодняков лесокультурными методами - замена малоценных насаждений хозяйственно ценными путем создания лесных культур. В общем объеме ежегодных лесокультурных работ примерно 74% занимает лесовосстановление, 24% - лесоразведение и около 2% - реконструкция малоценных насаждений лесокультурными методами. Примерно такое же соотношение основных направлений лесокультурной деятельности сохранится и в ближайшем будущем. Лесоразведение осуществляется в основном в южных районах, в районах защитного лесоразведения.
Предварительное и последующее искусственное лесовосстановление различают в зависимости от времени создания лесных культур - до или после рубки древостоя. При предварительном лесовосстановлении создают лесные культуры под пологом леса - это лесные культуры, предназначенные: а) для замены поступающих в ближайшие годы в рубку спелых древостоев (предварительные культуры) или б) для создания более сложных насаждений (собственно подпологовые культуры). При последующем лесовосстановлении лесные культуры создаются после рубки древостоев на вырубках различного возраста и состояния.
Предварительные лесные культуры
Предварительные лесные культуры создают в насаждениях, поступающих в ближайшее время в рубку. Преимущества таких культур: повышение продуктивности на 6-12%, предупреждение нежелательной смены пород, использование защитных свойств древесного полога для повышения приживаемости и роста культур в первые годы, экономия на посадочном материале и снижение затрат на создание и выращивание культур. К недостаткам таких культур относятся меньшая обеспеченность культур светом под пологом древостоя, конкуренция корневых систем взрослых деревьев, трудности механизации подготовки почвы, посадки и уходов, повреждения или гибель части растений во время рубки древостоя, временное притупление роста растений после рубки из-за перестройки фотосинтезирующего аппарата. Некоторые недостатки можно устранить или уменьшить их отрицательную значимость агротехникой создания культур.
Объектами первой очереди для создания предварительных культур ели могут быть малоценные спелые древостои березы, осины, ольхи серой без возобновления ели, а второй - хвойно-лиственные древостои из группы зеленомошниковых типов леса с примесью лиственных пород не менее 30%, в которых нет предварительного возобновления хвойных пород. Полнота древостоев должна быть в пределах 0,3-0,7. Культуры создаются за 3-10 лет до рубки. Созданию лесных культур должна предшествовать подготовка древостоя в виде выборочной или санитарной рубки, а также разбивка будущей лесосеки на пасеки и волоки. Культуры необходимо создавать только на пасеках и с учетом наличия благонадежного подроста. Подготовка почвы проводится в середине лета предшествующего посадке культур года в виде напашки борозд, гребней всвал или полос плугами, оборудованными дополнительными ножами для обрезки корней материнского полога. В сухих и свежих типах условий местопроизрастания посадка проводится в дно борозды, во влажных и сыроватых - в гребни. Глубина обработки в первом случае - 8-12, по втором - до 20 см. Борозды размещают через 4-5 м, можно попарно сближать их. Общая протяженность борозд или гребней должна быть в пределах 2-3 тыс. м.
Возможна также подготовка почвы в виде площадок - механизированным путем и вручную, особенно при большой захламленности и в лесах зеленых зон. Рекомендуется 400-600 площадок размером по 1х1 м на 1 га. Желательна окопка площадок по периферии или обрезка корней материнского полога лопатой. Культуры ели лучше создавать посадкой 4-5-летних саженцев весной или летом - от 3 до 4 тыс. шт/га. Рекомендуется несколько большая густота - до 6,4 тыс. шт/га 2-3-летних сеянцев, а сами культуры создавать в виде 36-метровых лент с 19 рядами, оставляя 4-метровые незасаженные будущие волоки. На дренированных почвах возможна механизированная посадка саженцев лесопосадочными машинами. Обычно такие культуры не требуют уходов. По составу предварительные культуры ели создаются чистыми в расчете на появление последующего естественного возобновления лиственных древесных пород. К моменту рубки древостоя (через 3-10 лет после посадки) культуры достигают, как правило, высоты 1 м. Для них уже не страшна конкуренция появляющихся на вырубке сорняков, поросли и отпрысков лиственных пород. Успешность роста предварительных культур ели и высокая их экономическая эффективность, позволяющая в 2-3 раза снижать затраты на искусственное восстановление насаждений с преобладанием ели, заслуживают более широкого применения этих культур.
Предварительные культуры дуба впервые и успешно начал создавать в начале текущего столетия выдающийся русский лесовод Г. А. Корнаковский в Теллермановской роще (Воронежская обл.). Испытывая и разрабатывая различные способы возобновления дубрав, Г. А. Корнаковский установил, что наиболее развитый и крепкий самосев дуба формируется в том случае, когда всходы появляются под пологом материнского древостоя, т. е. при неполном освещении, и освобождаются из-под него через 1-2 года. Посевы желудей (шпиговкой) под пологом леса за 1-2 года до рубки насаждения дали хорошие результаты. Опыт создания таких культур в Теллермановских дубравах и в Шиповом лесу подтвердил их перспективность для искусственного возобновления дубрав. Создание предварительных культур целесообразно в спелых поступающих в рубку древостоях как с преобладанием или значительным участием дуба, так и без него (спелые древостои осины) с полнотой 0,6-0,8 и меньше, за 1-3 года до рубки. Возможна механизированная и ручная подготовка почвы (полосы шириной 0,7 м с расстояниями между центрами полос 4-6 м, площадки 1х1 м с размещением 5х3 м). Перед созданием культур рекомендуется вырубить подлесок. При отсутствии задернения целесообразно создавать культуры и без обработки почвы.
Длительное (более 3 лет) пребывание культур дуба под пологом леса приводит к значительной потере прироста и понижает их устойчивость к неблагоприятным климатическим факторам после выставления на свет. Для успеха предварительных культур дуба в основу их создания должен быть положен густой посев в борозды или площадки и правильное размещение растений на площади. Этим требованиям удовлетворяют густые 3-рядные посевы полосами. Введенные под пологом за 2-3 года до рубки 3-рядные культуры дуба в последующем, как правило, мало нуждаются в агротехнических уходах. Смыкание их обычно начинается до сильного разрастания травяного покрова и появления обильного естественного возобновления лиственных пород, т. е. на второй год пребывания на вырубке. Чтобы обеспечить высокую сохранность предварительных культур, разработку лесосек необходимо проводить в зимний период по снеговому покрову.
Кроме ели и дуба, рекомендуется создавать в соответствующих условиях также предварительные культуры пихты, бука.
Подпологовые лесные культуры
Подпологовые культуры создают для повышения продуктивности и устойчивости расстроенных малополнотных древостоев, выращивания более сложных по составу и структуре насаждений на бедных песчаных и супесчаных почвах, для снижения их горимости, для повышения декоративных и водоохранно-защитных свойств лесов, обогащения кормовой базы дикой фауны и т. д.
Успешность роста лесных культур под пологом определяется в первую очередь подбором древесных пород и агротехникой их создания и выращивания. Для таких культур пригодны лишь те породы, которые менее требовательны к свету, влаге и богатству почвы, чем породы, формирующие верхний полог.
Создание культур по пологам возможно как с подготовкой, так и без подготовки почвы. Рекомендуется для всех пород, кроме дуба, посадка 1-2-летних сеянцев или 3-4-летних саженцев, выращенных тоже под пологом леса или в круговом питомнике.
Лесные культуры под пологом создаются обычно в таком возрасте существующих древостоев, чтобы ко времени их рубки они дали товарную древесину или повысили бы продуктивность и устойчивость основного древостоя.
Рекомендуется создавать 2-й ярус из ели под пологом чистых сосновых древостоев (в условиях свежих суборей) III и даже II класса возраста. При этом, как показал опыт, к возрасту рубки основного (соснового) древостоя дополнительно можно вырастить до 280 м3/га еловой древесины.
При последующем лесовосстановлении лесные культуры создают и выращивают после рубки насаждений на вырубках различного возраста и состояния. Основным их преимуществом является возможность комплексной механизации всех работ и создания сложных по составу и структуре насаждений. Такие культуры лишены недостатков культур под пологом, но преимущества последних являются их недостатками. Здесь отсутствует защитный полог древесных пород, производство культур значительно дороже. Особенно большие затраты падают на уходы за лесными культурами, на ликвидацию или уменьшение конкуренции сорняков, поросли и отпрысков лиственных пород.
Сплошные и частичные лесные культуры
При искусственном лесовосстановлении создают и выращивают сплошные лесные культуры, когда посевные или посадочные места равномерно размещены на площади, и именно они обеспечивают образование насаждения из выращиваемых растений. При лесоразведении всегда создают также сплошные лесные культуры. При комбинированном способе лесовозобновления, когда искусственное лесовосстановление сочетается с естественным, создают частичные лесные культуры, размещенные на площади в сочетании с имеющимся подростом и обеспечивающие совместно с ним образование насаждения. Обычно на свежих и старых вырубках уже имеется или ожидается естественное возобновление каких-либо древесных пород. Поэтому фактически на многих вырубках создаются частичные культуры, т. е. вводится отсутствующая или представленная в естественном возобновлении в недостаточном количестве главная древесная порода. Чаще всего это - сосна, ель, кедр, лиственница, дуб. При создании частичных лесных культур посадка или посев леса предусмотрены в местах, лишенных главной породы.
Если естественно возникший на вырубке молодняк второстепенных лиственных малоценных пород имеет среднюю высоту до 2 м (обычно не старше 5 лет), то на таких вырубках создаются сплошные или частичные культуры. Площади сомкнувшихся молодняков в возрасте от 6 до 15 лет со средней высотой от 2 до 6 м, без или с недостаточным количеством главных пород, подлежат реконструкции лесокультурными методами.
Сплошные культуры формируют насаждение без участия естественного возобновления. При этом имеются лучшие условия для комплексной механизации работ, легче создать и выращивать смешанные насаждения, легче регулировать взаимовлияние древесных пород лесокультурными агротехническими приемами. Возможна сплошная и частичная подготовка почвы.
Типы сплошных лесных культур по сравнению с частичными более разнообразны по составу, густоте, способам подготовки почвы, смешения и размещения пород. Они чаще создаются на юге и в средней полосе нашей страны при лесоразведении, а также в таежной зоне на пустырях, прогалинах, старопахотных землях, на вырубках без естественного возобновления.
При создании частичных лесных культур естественное возобновление подавляет развитие травяного покрова, способствует сохранению лесной среды. Для частичных культур всегда необходима и частичная подготовка почвы. В них труднее механизировать отдельные агротехнические приемы. Быстрорастущая поросль или отпрыски лиственных пород часто угнетают введенные посадкой или посевом главные породы, требуются более ранние и частые рубки ухода. По составу частичные культуры чаще чистые, однопородные, хотя вместе с естественным возобновлением формируются в дальнейшем в смешанный древостой.
Наиболее известными типами частичных культур в нашей стране являются рядовые коридорные культуры А. П. Молчанова и густые культуры местами В. Д. Огиевского и их современные модификации. Оба типа разработаны в конце прошлого века в Тульских Засеках для возобновления дуба. В настоящее время они в различных вариантах, приспособленных для механизации работ, используются для искусственного возобновления не только дуба, но и других древесных пород.
Посев и посадка леса
Посев и посадка леса являются основными методами производства лесных культур. Посев леса - это посев лесных семян деревьев и кустарников при создании искусственных насаждений. Посадка леса - это посадка лесокультурного посадочного материала на лесокультурную площадь. Если при создании смешанных насаждений одни породы вводятся посевом, а другие - посадкой, то культуры относятся к посеву или к посадке леса по главной древесной породе.
Абсолютное большинство лесных культур в нашей стране создается посадкой сеянцев или саженцев. На юге и в средней полосе дуб вводится в культуры посевом желудей.
Преобладание посадок над посевом леса объясняется целым рядом их преимуществ. Сеянцы и саженцы на лесокультурной площади в первые годы растут быстрее, чем всходы, так как стадию замедленного роста они прошли в питомнике. В связи с этим и ухаживать за культурами, созданными посадкой, проще. Они меньше страдают от конкуренции сорняков. На создание культур посадкой требуется в среднем в 5-7 раз меньше семян. Высаженные растения меньше подвергаются выжиманию, повреждениям птицами и грызунами. Проще создавать смешанные лесные культуры, легче разместить равномерно посадочные места.
Однако посев больше соответствует самой природе леса, природе естественного возобновления. Лес, созданный посевом семян, обычно более долговечен и биологически более устойчив, чем лес посаженный. Из-за отсутствия пересадки не деформируются корневые системы молодых растений, не требуется закладка лесных питомников. Посевы проще и менее трудоемки, чем посадка. Однако в первые годы жизни культуры посевом семян более подвержены колебаниям погодных условий, менее конкурентоспособны при совместном существовании с сорной травяной и малоценной древесной растительностью. В целом успех посадки леса более гарантирован, чем посева, так как посадка больше зависит от человека, от тщательности его работы и меньше от погодных, почвенно-гидрологических условий. Снижение удельного веса посевов леса связано также с ограниченностью площадей, на которых возможен их успех. В последние годы в рубку поступает все больше и больше насаждений с избыточным увлажнением почв. Посев леса предпочтителен лишь в сухих (на Севере), свежих и влажных борах и суборях, а также в сухих и свежих сугрудках. Во влажных типах условий местопроизрастания после рубки леса, особенно в сугрудках и грудах, для прорастания семян складываются неблагоприятные условия из-за избыточного увлажнения, выжимания всходов и конкуренции сорняков.
Чистые и смешанные лесные культуры
По составу древесных пород различают чистые и смешанные лесные культуры. Чистые лесные культуры состоят из одной древесной породы, смешанные - из двух и более. Предпочтение отдается выращиванию смешанных древостоев. В смешанных культурах обычно более полно используются производительные силы условий местопроизрастания - плодородие почвы, свет, тепло, влага.
Как правило, смешанные культуры имеют большую продуктивность, сложную структуру. В таких древостоях стволы хорошо очищаются от сучьев, более полнодревесны. Смешанные культуры более устойчивы против вредителей и болезней, пожаров и неблагоприятных атмосферных влияний. В них биологический круговорот веществ более интенсивный, чем в чистых древостоях. Значительно больше и положительное воздействие их на почву. Смешанные культуры обладают и более высокими водоохранными, почвозащитными и декоративными свойствами.
Создавать смешанные лесные культуры и ухаживать за ними труднее и сложнее, они требуют и больших затрат труда и средств. В экстремальных условиях, на очень бедных и сухих или, напротив, на избыточно увлажненных богатых почвах предпочтительнее создавать чистые лесные культуры. В этих условиях они и более продуктивны, и более устойчивы, а часто и единственно возможны. Это насаждения сосны в борах и суборях, особенно в очень сухих и сухих типах, насаждения черной ольхи на ольховых трясинах, дуб и вяз на засоленных почвах юга и юго-востока нашей страны. Самые высокопродуктивные плантационные культуры, предназначенные для ускоренного выращивания древесины, тоже создаются чистыми.
Способы размещения посевных и посадочных мест в культурах и схемы смешения древесных пород
Способы размещения посевных и посадочных мест в культурах. И чистые и смешанные по составу лесные культуры по порядку размещения посевных и посадочных мест подразделяются на рядовые и культуры биогруппами. В рядовых культурах посевные или посадочные места размещаются более или менее правильными параллельными рядами. С точки зрения создания равномерного размещения молодых растений и равных условий роста лучшим размещением считается размещение в виде квадратов или ромбов. Особенно это важно при выращивании быстрорастущих плантационных культур.
В культурах биогруппами посевные или посадочные места размещаются группами, в каждой из которых выращивается несколько растений. Биогруппы чаще всего создаются на площадках различных размеров, более или менее равномерно размещенных на лесокультурной площади с учетом наличия естественного возобновления. Преимуществом рядового способа размещения посевных или посадочных мест является лучшая возможность механизации их создания и уходов за лесными культурами. Однако при наличии естественного возобновления главных и второстепенных древесных пород предпочтительно создание культур с размещением посадочных мест гнездами или биогруппами или со сближенными рядами - кулисами.
При посеве желудей дуба используется строчно-луночный способ размещения посевных мест, когда небольшие гнезда-биогруппы в виде посевных лунок располагаются в ряды.
Чистые по составу лесные культуры различают по густоте и способу подготовки почвы, а смешанные - еще и по способу смешения древесных пород.
Схемы смешения древесных пород в смешанных культурах.
Порядок размещения растений различных древесных пород на лесокультур ной площади называется схемой смешения древесных пород. Различают следующие схемы смешения древесных пород в культурах: 1) смешение в ряду отдельных посевных или посадочных мест; 2) смешение чистыми рядами; 3) звеньями посевных или посадочных мест в ряду; 4) кулисами или группами чистых рядов; 5) шахматный способ; 6) биогруппами или гнездами.
Выбор схемы смешения зависит от конкретных типов условий местопроизрастания, биологических и лесоводственных свойств деревьев и кустарников, от последствий возможного их взаимодействия в различном возрасте, а также от возможностей механизировать отдельные агротехнические приемы создания и выращивания культур. С точки зрения технологии производства и механизации предпочтительнее смешение пород чистыми рядами, группами рядов или кулисами. Однако природе леса больше соответствует шахматное размещение древесных пород, звеньями посевных или посадочных мест в рядах и биогруппами. Но эти схемы несколько усложняют технологию создания культур, повышают затраты на них труда и средств.
Типы лесных культур по густоте и способам подготовки почвы будут рассмотрены совместно с культурами отдельных древесных пород по типам условий местопроизрастания.