Этапы, фазы роста и стадийность развития лесов в малолесной зоне

Этап рабочего проектирования лесоводст­венных мероприятий, как и последующие этапы, должен сопровождаться отдельным плановым регламентом и осмечиванием работ.

1. Подготовительная фаза – определение перспектив лесоводства, связанных с лесосеменным делом, питомническим хозяйством или подготовкой участков к посеву. Учет экономических возможностей и средств при выборе типа лесных культур. В местных лесорастительных условиях восстановление лесов должно быть увязано с государственным планированием по лесовосстановлению.

Лесокультурный этап.

2. Фаза закультивирования, стадийно длящаяся с момента подготовки площади к посеву или посадке, затем связанная с дополнениями и уходами за лесными культурами, вплоть до момента перевода их в лесопокрытые земли. Включает: выкопку посадочного материала, его транспортировку, посадку, последующие уходы и дополнение лесных культур. Обеспечивается всеми возможными технологическими приемами работы. Результативность оценивается по приживаемости и сохранности лесных культур. Важное значение имеют охрана и защита участков от потрав, скашивания, повреждения грызунами и дикими копытными животными, фитопатогенами и энтомовредителями леса, лесными пожарами.

Этап уходов за насаждениями.

3. Фаза индивидуального роста и заглушения сорной растительностью. Начинается с момента окончания уходов за почвой и заканчивается смыканием крон основных лесообразующих пород с образованием лесной чащи. Хозяйственное мероприятие – осветление главных пород с уборкой сорных древесных и кустарниковых видов.

4. Фаза формирования состава древостоя и полога леса. Хозяйственное мероприятие – прочистка.

5. Фаза жердняка и дифференциации деревьев в лесу. Дифференциация деревьев может рассматриваться, в частности, по классам роста. Хозяйственная мера для насаждений, переходящих в стадию интенсивного самоизреживания леса, – прореживание, направленное на сохранение высококачественных стволов.

6. Фаза формирования стволов и самоизреживания насаждений, когда борьба за существование связана с требованием увеличения площади питания и усилением интенсивности роста деревьев устойчивых видов. Хозяйственные меры – прореживание и уход за составом пород.

7. Фаза очистки нижней части стволов от сучьев. Хозяйственные мероприятия –внесение удобрений и проходные рубки ухода.

Этап рубки и восстановления леса (рубка и восстановление леса – синонимы).

8. Фаза количественной спелости леса и выпадения неустойчивых видов. Содействие естественному возобновлению и главное пользование лесом.

9. Фаза качественной спелости леса и распада древостоя. Появление естественного возобновления и обновительные рубки, смена поколений леса или породного состава.

10. – 1 (циклический переход к п. 1).

На этапе рабочего проектирования разрабатывают мероприятия по повышению производительности лесов. Это поручают опытным практикам лесного хозяйства, лесничим и помощникам лесничих, которые составляют и обосновывают частные или рабочие проекты ведения лесного хозяйства на перспективу. Объектами хозяйственных мероприятий являются низкополнотные насаждения, с полнотой 0.6 и ниже, а также имеющие II класс бонитета и ниже. Мероприятия по интродукции древесных пород и улучшению селекционного качества насаждений позволяют повысить прирост в условиях произрастания высокобонитетных насаждений.

Рабочий проект мероприятий опирается на методику расчета повышения производительности лесов в лесничестве. Общее повышение продуктивности насаждений определяется исходя из расчетных данных, связанных с планированием будущих лесозаготовок, возможностей получения элитных семян и выращивания высококачественного посадочного материала, установлением оптимальных объемов работ по естественному и искусственному лесовосстановлению и рубкам ухода, применением удобрений, мероприятиями по охране и защите леса, осушению заболоченных площадей. Исходным критерием для определения возможного повышения продуктивности насаждений, используемом и при составлении картосхем будущих лесов, служит показатель прироста на 1 га. Показатели повышения прироста лесов должны основываться на оптимальном использовании природных факторов или, иначе, базироваться на рациональном использовании земель лесного фонда. В целом стремятся сохранить существующее биологическое разнообразие, ориентируясь на выращивание главных лесообразующих пород и устойчивое развитие лесного хозяйства. Успех зависит от бюджетных возможностей финансирования лесохозяйственных работ.

На основании подготовленных материалов составляют 4 вспомогательные таблицы с характеристикой современного состояния лесного фонда лесничества по таксационным показателям, условиям местопроизрастания или местоположениям (не путать с типами леса!), по классам бонитета и полнотам. Вспомогательные таблицы позволяют проанализировать существующее состояние лесов. В сводной таблице для намеченных под проведение мероприятий площадей приводят данные распределения земель лесного фонда по типам условий местопроизрастания.

Эталонные модели лесов будущего устанавливают по материалам пробных площадей, закладываемых по методике, рекомендуемой для составления таблиц хода роста. Данные периодического текущего прироста, полученные на пробных площадях, позволяют откорректировать ожидаемый дополнительный прирост для участков, намеченных под создание насаждений.

Исходными документами к составлению рабочего проекта лесов будущего служат объяснительная записка к организационно-хозяйственному плану лесоустройства, данные таксационных описаний и план лесонасаждений лесничества. Это "ручной" аналог геоинформационных систем.

Наглядное представление о территориальном размещении древесных пород дает подготавливаемая затем карта “Лесов будущего”. Порядок работы по составлению карты заключается в следующем. С помощью ГИС-технологий, простейшим путем ксерокопирования, переносом на кальку или с использованием электронных носителей информации снимается квартальная сеть и контуры существующих выделов, делается раскраска участков, на которых может быть достигнута максимальная производительность насаждений. Затем осуществляется набор и выделение участков (закрашивание площадей), перспективных для выращивания целевых высокопроизводительных лесных пород. Увеличение контуров участков (укрупнение выделов) начинается с лесных участков (выделов), примыкающих к высокопродуктивным насаждениям. Смену пород намечают путем назначения сплошной вырубки леса, с дальнейшим закультивированием площадей главными породами, устойчивыми в заданных условиях местопроизрастания. Соответственно целевой породе проводится закрашивание контура каждого участка.

Одновременно с составлением карты “Лесов будущего” составляют поквартальную ведомость лесохозяйственных мероприятий. Повышение производительности лесов намечается в этой ведомости за счет увеличения полноты и класса бонитета насаждений благодаря улучшению состава существующих лесов, осушению и прочим видам мелиорации земель лесного фонда от дополнительных мероприятий по повышению продуктивности насаждений.

По видам проектируемых мероприятий для каждого квартала производят итоговый подсчет площадей. На каждый вид проектируемых мероприятий составляют сводную ведомость по лесничеству, в которой отражают объемы мероприятий и устанавливают сроки или период их выполнения. Объемы распределяют по годам на ближайший плановый период и по десятилетиям – на более отдаленную перспективу. Сроки создания лесов будущего намечают на ревизионный период лесоустройства (на первые один-два десятилетия), а также на срок 40 или 100 лет. Цифра 40 установлена, принимая во внимание максимальные таксационные классы возраста насаждений. Этот норматив использовал в свое время профессор М.К.Турский, составивший проект лесоустройства для Никольской дачи (Московской обл.).

Этап рабочего проектирования включает также изучение лесокультурного фонда. Его объемы устанавливают по материалам лесоустройства, отчетности о текущих изменениях в составе лесопокрытых земель и по данным натурных обследований с целью определить лесоводственные и технологические условия и необходимость проведения геодезической съемки на участках работ. Освидетельствование мест рубок при приемке лесосек от лесозаготовителей одновременно дает возможность провести обследование вырубок и оценить их состояние. Закладка ленточных пробных площадок, учет на них количества пней, порубочных остатков и брошенной древесины позволяют определить качество очистки лесосек, охарактеризовать состояние сохранившегося подроста, подлеска, живого и мертвого напочвенного покрова, особенности почвы. Полученная информация используется при составлении проекта лесных культур.

Карточка обследования участка лесокультурного фонда должна включать 4 раздела: характерис­тика участка по данным лесоустройства; данные геодезической съемки, лесоводственные и технологические условия объекта; техника и технология закультивирования площади; обоснование выбора главной породы и мер лесозащиты от вредителей и болезней. Полученные сведения послужат основанием для составления проекта лесных культур.

Большое значение при создании лесных культур имеют условия и время закладки. Строить реальные планы с обоснованием системы лесовосстановительных мероприятий помогает прошлый опыт, позволяющий оценить возможности целевого выращивания лесов будущего.

Лесоводство в лесных опытных дачах предполагает не садовую, по примеру ботанических садов, и не парковую форму насаждений, а проверяемые в природе схемы смешения древесных пород и соответствующие лесохозяйственные мероприятия, в частности, рубки ухода за лесом. Возможен крайний случай, такой, как сложные культуры в Ильинском лесничестве Виноградовского лесхоза, где посадки были проведены всеми имевшимися в питомнике породами из местных деревьев и кустарников, с произвольным порядком размещения растений на участке, хотя и на тщательно спланированные и подготовленные площадки. Принцип вольного набора себя не оправдал из-за объедания молодых посадок скотом, дикими копытными животными, зайцами, мышами и насекомыми-вредителями. Кроме того, трудно научить рабочего различать большое количество видов, чтобы предупредить уничтожение саженцев при уходе за почвой и окашивании культур.

Лесотехнические приемы, отработанные практикой лесокультурного производства в течение последних столетий, закреплены в соответствующих инструкциях по лесоводству. Существуют также региональные особенности, о которых не следует забывать в практике ведения лесного хозяйства.

Нашими предками была подмечена необходимость восстановления плодородия земель, применяя зольные удобрения, и очистительная роль огня в борьбе с болезнями и сорной растительностью. Кроме того, земле для ее восстановления следует давать отдых. Раньше ее просто на время оставляли под залежь или естественное возобновление лесом. Когда этого показалось мало, на старопахотных землях стали сажать лесные культуры, в России это произошло во времена Петра I.

Культура восстановления лесов слагается не только из подбора перспективных лесных пород, интродукции и соответствующего ухода за лесом, но выращивая новые поколения семенных насаждений, необходимо помнить о значении акклиматизации, селекции выращиваемых деревьев и кустарников на лесосеменных плантациях в промышленных масштабах, сохранении генетической обусловленности чистоты видов и прочее [1, 20…22, 24, 34]. Это связано с длительностью наблюдений за лесом, порядка свыше 100 лет.

Создание лесных культур – это система лесохозяйственных мероприятий, связанных с посевом или посадкой леса на лесокультурных площадях и периодическими уходами за древесными растениями и кустарниками [42]. Внимание уделяется, прежде всего, биологии взаимосвязей, которые могут возникнуть у пород, методам их выращивания, выбору способа создания и типов культур [17]. По отмеченным обстоятельствам, касающимся категорий лесокультурных площадей, приемов их закультивирования, связанных, прежде всего, с первоначальной густотой посадки культур, размещением посадочных мест в рядах и ширины междурядий, имеются определенные рекомендации в соответствующих инструкциях и наставлениях.

Густоту выращивания лесных пород связывают с изучением всех наблюдаемых параметров древостоя, известных из таксации леса. На практике густоту определяют как число стволов, которое приходится на единицу площади. В лесокультурном деле такое понимание имеет сравнительно ограниченное значение. Первоначальную густоту посадки устанавливают исходя из ширины междурядий и расстояния между растениями в рядах. В лесоводственно-биологическом отношении при размещении посадочных мест учитывается направление рядов относительно стран света, в зависимости от освещения растений солнцем. В средней полосе ряды рекомендуется прокладывать в направлении восток-запад (или в широтном направлении). В сухих условиях выращивания выгодней взаимоотененность молодых растений при различном характере их смешения. Выбираемый тип культур, особенности смешения пород или, наоборот, выращивание монокультур, так или иначе связывают с другими лесотехническими приемами. В общем, биотехнология связывается с густотой посадки, обусловленной быстротой смыкания в рядах, размещением рядов и смешением пород.

Формальное определение понятия исходная густота посадки не вполне корректно и неадекватно принятому в лесокультурном деле. На практике все проводится согласно должностной инструкции, по которой специалисту традиционно предписаны как выбор пород, так и агротехника их выращивания. При этом следует отличать исходную густоту посадки растений от оптимальной густоты их выращивания на разных этапах роста лесных культур.

Для лиственницы значение исходной густоты посадки культур нашло отражение в опыте, заложенном В.П. Тимофеевым в Лесной опытной даче МСХА в 1954 г. [45, 46]. Опыт носил мелкоделяночный характер: на пяти площадках по 4 м² каждая были проведены посадки стандартных 2-лет­них сеянцев лиственницы сибирской, выращенных из семян Сонского лесхоза Красноярского края (в настоящее время этот опытный участок в МСХА утрачен). Агротехника выращивания, методика наблюдений за ходом опыта и его результаты детально описаны В.П.Тимофеевым в его монографии “Лесные культуры лиственницы” (1977). Опыт был повторен по проекту профессора в Бронницком лесничестве Московской обл. лесничим П.И.Де­ментьевым как крупноделяночный [19].

Начальный этап проведения эксперимента в Бронницком лесничестве детально описан В.П.Тимо­феевым [46]. Формула опытного эксперимента: разные исходная густота посадки лиственницы сибирской, размещение рядов и смешение с сопутствующей породой местного происхождения. В сущности, был поставлен опыт с целью проверки биологических возможностей и устойчивости видов с изучением структуры и хода роста чистых и смешанных искусственных насаждений. По данному опыту в печати отсутствуют лишь материалы об участках со смешением лиственницы с липой мелколистной.

Опытные посадки лиственницы разной густоты были осуществлены в 1956 г. на площади 2.65 га по вырубке 1941 г. Произраставшее на этом участке насаждение имело так называемый засечный характер. Поясним, что организация круговой обороны вокруг столицы, в период наступления фашистов под Москвой, обеспечивалась противотанковыми завалами леса – засеками. Засеки устраивали, как и в старину: дуб подрубали и подпиливали на высоте роста человека, чтобы затруднить передвижение противника. Образовавшиеся в последующие годы на таких стволах ивановы побеги давали ломкие сучья. Подобный лес не позволял вести низкоствольное хозяйство. Дуб на участке был вырублен в 1955 г.

Для создания опытных культур лиственницы в качестве посадочного материала использовали 1-летние сеянцы лиственницы сибирской, выращенные из семян с местной семенной плантации (из Сонского лесхоза, по аналогии с опытными посадками в Лесной опытной даче МСХА) и 2-летние сеянцы липы мелколистной из семян местного происхождения, выращенные в питомнике лесничества. Посадка и смешение осуществлены рядами, с учетом расчетного размещения саженцев в конкретном варианте опыта. Почву на лесокультурной площади готовили площадками 50 ´ 50 см, посадку осуществляли в ямки под меч Колесова, а в пласт – под бурав Редькина. Рыхление площадок провели в мае, прополку – в июле 1956 г.

Опытный участок разделен на 6 частей: посадка лиственницы в количестве 500 и липы мелколистной 3500 шт./га; лиственницы – 1000 и липы – 3000 шт./га; лиственницы и липы по 2000 шт./га; лиственницы 4000, 8000 и 16000 шт./га. Лиственница и липа выбраны как две устойчивые к атмосферным загрязнениям лесообразующие породы [46].

Нами организованы наблюдения, охватывающие период с возраста перевода лесных культур в лесопокрытые земли до наступления кульминации прироста, т.е. с 15 до 40 лет. Регулярные наблюдения проводятся методом измерительной таксации растущего леса, согласно действующим в лесоустройстве стандартам. Отражение получают основные лесотаксационные показатели, в том числе показатель абсолютной полноты, с наблюдением по методу Биттерлиха. Учитывается, что помимо средней высоты в селекционной практике принято характеризовать представленность деревьев в верхнем пологе леса, указывать максимальную высоту и давать описание классов развития и роста деревьев. Нормативами оценки служат запасы растущего леса на 1 га, периодический текущий прирост и относительная полнота насаждений. Методика сбора и обработки данных соответствует требованиям, принятым при составлении таблиц хода роста, обследовании качества лесных культур и другим техническим нормативам лесного хозяйства.

В 1992 г. была проведена таксация опытного участка (табл. 4). К 37 годам чистые культуры лиственницы имели запас растущего леса 375 м³/га; смешанные – 442 м³/га, или на 18% выше. Загущенные культуры лиственницы уступали по всем показателям участкам с оптимальной густотой посадки и смешения пород. Изменение запаса насаж­дений по вариантам опыта отражено на диаграмме (рис. 1).

Таблица 4. Культуры лиственницы сибирской разной густоты посадки и смешения с липой

(Бронницкое лесничество; кв. 72, выделы 15 и 16, по лесоустройству 2001 г.

Таксация в октябре 1992 г., класс бонитета Iа; возраст культур 37 лет)

Вариант	Густота посадки, шт./га	Состав	Полнота относительная	Порода	Площадь поперечного сечения, м2/га	Диаметр, см	Высота, м	Запас, м3/га
растущего леса	сухостойного леса
	500 Л, 3500 Лп	6Лп4Л ед. Б	1.2	Л Лп Д Б	Всего	23.5 12.8 11.6 10.7	19.7 16.8 13.5 17.4
	1000 Л, 3000 Лп	5Л4Лп ед. Б	0.98	Л Лп Б	Всего	21.5 12.1 19.3	20.2 17.6 23.1
Окончание табл. 4
Вариант	Густота посадки, шт./га	Состав	Полнота относительная	Порода	Площадь поперечного сечения, м2/га	Диаметр, см	Высота, м	Запас, м3/га
растущего леса	сухостойного леса
	2000 Л, 2000 Лп	7Л2Лп1Б ед. Д	1.2	Л Лп Б	Всего	17.7 21.3	21.9 18.4 23.2
	4000 Л	10Л ед. Лп, Б		Л Лп Б	Всего	17.5 8.5 18.1	21.6 17.3 22.5
	8000 Л	10Л ед. Лп, Б	0.9	Л Лп Б	Всего	16.2 9.8 15.5	20.5 18.2 21.6
	16 000 Л	10Л ед. Б, Д	0.8	Л Лп Б	Всего	15.4 9.5 16.9	19.1 9.6 21.2

Примечания. Подрост – липа (5 лет), редкий. Подлесок редкий – жимолость, лещина, бересклет. Живой напочвенный покров редкий – сныть, зеленчук. Почва – дерново-среднеподзолистая глееватая тяжелосуглинистая. Тип условий местопроизрастания – С₃. Тип леса – сложно-широкотравный на плакоре. Рельеф – ровный. Хозяйственные мероприятия и распоряжения: сохранение сухостоя до очередного учета и его уборка после таксации участков.

Рис. 1. Запас растущего леса по вариантам культур

разной густоты посадки (см. табл. 4)

Оптимальной нормой густоты посадки сеянцев лиственницы с сосной и липой следует принять 4000…6000 шт./га. Липа может составлять 50%, сосна – 30%. Для последующего преобладания по составу лиственницы, при биогрупповой представленности в культурах, вполне достаточно 1000 шт./га. В монокультурах сосны, создаваемых из 2-летних сеянцев, на рекультивированных землях густота посадки – 4000, на вырубках – 6000 шт./га.

Агротехника или лесотехнические приемы обработки почвы для лесных культур, применение тех или иных удобрений, посадка и посев, уходы за лесными культурами в настоящее время нацелены на средства механизации и снижение затрат ручного труда. Лесотехнология (а это уже далеко не агротехника!) при выращивании как дуба, так и лиственницы в смешанных культурах, подобно севообороту, должна включать ротацию сосны с сопутствующими породами. В лесоводстве проблема представляется как последовательная смена пород, например, лиственных на хвойные. По этому поводу П.И. Дементьевым была составлена специальная “Памятка лесничему”.

1 2 3 4 5 6

Представляют интерес два противоположных мнения по поводу выращивания лиственницы и дуба лесничих Виноградовского лесхоза – П.И.Де­ментьева и А.Е.Котюкова. Лиственница в Подмосковье – интродуцент, а дуб – аборигенная порода, но обе эти породы по условиям местопроизрастания претендуют на одни и те же участки. А.Е.Ко­тюков, работавший в Тульских засеках, хорошо знал биологию дуба и был сторонником его выращивания. П.И.Де­ментьев – знакомый с корабельными рощами Ветлужско-Унженской низменности – отдавал предпочтение лиственнице. В их творчестве нашли отражение географические зонально-ти­пологические особенности лесостепи и тайги. Первый ратовал за предупреждение смены пород, второй отстаивал необходимость интродукции и акклиматизации перспективных видов.

На этапе уходов за насаждениями целесообразно использовать классификацию отбора деревьев в рубку с целью селекции при формировании лесов будущего.

Особенность таксации насаждений при селекционной инвентаризации заключается в использовании в одноярусных и одновидовых древостоях классификации деревьев по Крафту, а в сложных насаждениях – предлагаемой нами классификации для селекционной инвентаризации (рис. 2).

Рис. 2. Классификация деревьев для селекционной инвентаризации многоярусных насаждений

Разграничение полога леса ведется по ярусам, в соответствии с лесоустроительными нормативами, а в пределах ярусного полога – по селекционной значимости деревьев. Деревья при классификации подразделяются на классы и подклассы по положению в пологе леса, степени “господства” и “угнетенности”, “плюсовости” стволов (прямоствольности, здоровья – со знаком “плюс”; кривизны, наклонности, поврежденности, наличию пороков и болезней – со знаком “минус”):

I класс – исключительно господствующие стволы, с особенно сильно развитой вершиной (плюс – для здоровых и прямоствольных, минус – для прочих, селективно-вырубаемых);

II класс – господствующие стволы, образующие обыкновенно верхний или главный полог насаждения, с относительно хорошо развитыми вершинами (плюс – для здоровых и прямоствольных и минус – для прочих, селективно-вырубаемых);

III класс – согосподствующие стволы; кроны их редки и несимметричны (плюс – для здоровых и прямоствольных, минус – для прочих, селективно-вырубаемых);

IV и V классы – подчиненные, угнетенные стволы, лишь частью кроны входящие в общий полог насаждения, отмирающие и мертвые; деревья этих классов вырубают.

Примечание. В процессе перечета стволов при селекции они могут быть сгруппированы в статистические ряды распределения, с объединением селективно-оставляе­мых или плюсовых и вырубаемых, классифицируемых со знаком минус.