Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

ВВЕДЕНИЕ

Основным природным богатством России являются леса. Они занимают большую часть ее территории. Более 35 % годового дохода  страна получает от эксплуатации лесов и экспорта лесной продукции. Поэ­тому восстановлению и повышению продуктивности лесов в России придается большое значение, особенно сейчас, так как в течение ря­да лет в стране общий объем лесозаготовок превышает естественный прирост леса. 

    В настоящее время, особенно на Севере,  низкие запасы древесины  в эксплуатационных лесах вынуждают увеличить площади рубок, что имеет свои негативные последствия не только в экономическом, но  в социальном и  экологическом аспектах. Поэтому проблема создания и выращивания высокопродуктивных культур оптимального породного состава становится особенно актуальной и на Европейском Севере. При нынешнем темпе рубки леса,  имеющиеся запасы качественной, доступной древесины скоро будут исчерпаны, так как вырубаются леса в основном доступные расположенные рядом с населенными пунктами. Именно вырубка этих лесов, позволяет снизить себестоимость заготовок, но ухудшает санитарное и экологическое состояние пригородных лесов в результате лес не может выполнять все свои экологические, защитные и санитарные функции в полной мере.     

Только быстрое и эффективное расширение работ по улучшению лесов, как указывают многие финские и российские ученые, может пре­дотвратить такой исход. Поэтому сейчас ставится задача по увеличе­нию прироста и качественного состава лесов путем проведения комплекса лесохозяйственных ме­роприятий.

Особенно большое значение можно придать лесоосушительной мелиорации и искусственному облесению болот, так как естественное облесение болот, как правило, про­исходит в течение длительного времени и главным обра­зом за счет хозяйственно малоценных пород. В настоящее время большей части заболоченных земель присуще сравни­тельно высокое потенциальное плодородие почвы и создание лесных культур даст возможность свести к минимуму период облесения осушенных площадей и выращивать здесь высокополнотные древостой желаемого состава и качества с запасом до 300—400 кубометров древесины на гек­таре.

В современной Росси много городов, сел, поселков которые окружены болотам и заболоченными землями, именно осушение этих территорий и создание на них лесных культур, может улучшить экологическое санитарное и социальное положение окружающих территорий, за счет быстрого роста искусственных насаждений.

1     ЕСТЕСТВЕННО ИСТОРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Вологодская область расположена на северо-западе Европейс­кой части России. Протяженность территории с севера на юг — 380 км, с запада на восток — 650 км, ее площадь — 145,7 тыс. км2  и равняется площади Бельгии, Нидерландов, Дании и Швейца­рии вместе взятых. Регион отличается специфическими природны­ми и экономическими особенностями. Средняя площадь лесхоза составляет 283 тыс. га, что значительно больше южных соседних лесхозов.

 1.1      Климат и его биоклиматический потенциал

Климат Вологодской области в целом можно охарактеризо­вать как умеренно континентальный с продолжительной холод­ной многоснежной зимой, короткой весной, относительно ко­ротким умеренно теплым увлажненным летом, продолжитель­ной и сырой осенью (климат тайги по Л. С. Бергу, 1952).

В северной части области, относящейся к средней подзоне тай­ги, в течение вегетационного периода накапливается 1550— 1600°С активных температур выше 10°С. Южная часть области, лежащая в пределах южной подзоны, характеризуется вегетационным периодом с суммой положительных температур выше 10°С - 1600 - 1700°. По обеспеченности растений теплом Вологодская область отнесена к умеренному поясу (Шашко, 1958). Среднегодовая температура воздуха изменяется от 1,0 до 2,00 С       (табл. 1). В годовом цикле самый холодный месяц — январь, самый теплый — июль.

Таблица 1.  Характеристика элементов климата лесорастительных подзон Вологодской области (Чертовский, 1978)

Значительное влияние на выбор культивируемой породы, приживаемость и сохранность лесных культур оказывают поздневесенние и раннеосенние заморозки. Согласно данным мно­голетних наблюдений, последние весенние заморозки наблюда­ются на западе области в среднем 19 мая (Кириллов), на вос­токе - 1 июня (Никольск). В отдельные годы заморозки неред­ки в течение летнего периода и вызывают повреждения моло­дых побегов текущего года.

По многолетним наблюдениям В.Н.Нилова (1971), на вы­рубках ельников южной подзоны тайги Вологодской области не один летний месяц не гарантирован от заморозков. Поврежде­нию заморозками в наибольшей мере подвержена ель. Нами установлено, что до 65% растений поздней весной 1995 года были повреждены отрицательными температурами.

При ежегодном обмерзании в течение 2—3-х лет ель отмирает (Драчков, 1970). Наиболее сильно повреждаются экземпляры высотой до 0,25 м. Повторные заморозки на свежих вырубках нередко приводят к образованию двух или даже трех «морозобойных слоев» в одном годичном кольце (Нилов, Чертовской, 1975). Исследования В.Н.Нилова (1971) показали, что камбиальные морозные повреждения - явление широко распространенное на еловых вырубках Вологодской области. Встречаемость морозных колец в древесине ели предварительного происхождения достигает 95—100%. Первые осенние заморозки на территории области начинаются в среднем во второй декаде сентября. Общеизвестно, что после повреждения морозом ассимиляционного аппарата растения используют на его восстановление резервные (запасные)  вещества и тем самым ослабляются, что и приводит на  следующий  год к пониженному приросту по высоте.

Атмосферные осадки, как экологический фактор, имеют огромное значение в жизни растений, являясь естественным источником воды. Годовое количество осадков на территории области уменьша­ется с запада на восток от 500—600 мм до 520—550 мм. Основная масса осадков (3/5 годового количества) выпадает в виде дождя. Такое количество осадков в теплый период времени способствует хорошей всхожести семян и высокой приживаемости посевов и не может являться ограничивающим фактором для роста древесных пород. Среднегодовая относительная влажность воздуха составляет 79—81%. По обеспеченности влагой Вологодская область относится к зоне избыточного увлажнения (Витвицкий, 1966).

Большое значение в снабжении почвы водой имеют также твердые зимние осадки. Снег, благодаря своей рыхлости (удель­ным нес 0,1—0,25 г/см3), значительной мощности и малой теплопроводности, способствует сохранению тепла в почве, предохраняет ее от глубокого промерзания, защищает зимующие растения от вымерзания. Средняя высота снежного покрова в лесу достигает 70—80 см, а на полях 40—55 см. Но в тоже время снежный покров является тем субстратом, под которым растет и развивается на хвое сосны гриб Phacidium infestans Karts., вызывающий болезнь - снежное шютте. Эта болезнь в отдельные годы приводит к полному отмиранию посевов сосны на значительных площадях. Отпад от снежного шютте продолжается до тех пор, пока высота культур не будет превышать уровень снежного покрова (Драчков, Тырышкина, 1974). Кроме того, снежный  покров вызывает механические повреждения культур, излом и искривление стволиков и другие, особенно при густом их размещении.

Время схода снежного покрова обуславливает сроки оттаивания почвы, а, следовательно, и готовность ее к обработке, то есть начало лесокультурных работ. В среднем по области основной периодом снеготаяния заканчивается во второй декаде мая.

В целом климатические ресурсы Вологодской области обеспечивают произрастание лесов средней, а в южной части - даже высокой для таежной зоны продуктивности. Например, общий запас стволовой древесины смешанных сосново-еловых культур, произрастающих в условиях южной подзоны тайги (Череповецкий лесхоз) к 58 годам достигает 410—458 м3 на 1 га.

2            СОСТОЯНИЕ ЛЕСОКУЛЬТУРНОГО ДЕЛА

НА ЕВРОПЕЙСКОМ СЕВЕРЕ

2.1             Историческая справка о развитии лесокультурного освоения                                           осушенных болот

Под болотом понимается участок земной поверхности с избыточно застойным или относительно проточным увлажнением почвогрунтов, на котором произрастает специфическая преимущественно влаголюбивая, растительность, развивается болотный тип почвообразования, происходит накопление неразложившегося органического вещества превращающегося в дальнейшем в слой торфа (Лесная энциклопедия, 1985).

Интерес к болотам как к одному из объектов хозяйственной деятельности проявился более 180 лет назад. Пионерами в освоении болот были европейские страны с большой плотностью населения - Бельгия, Голландия, Германия, Швейцария и др. (Елпатьевский , Кирюшкин и др., 1978). В нашей стране болотные земли впервые стали вовлекаться в хозяйственную деятельность в начале позапрошлого века.

Первоначально болота использовались для сельскохозяйственных нужд, добычи торфа, а затем - с целью выращивания на них леса. Мелиорация лесных земель вначале проводилась как попутное мероприятие в сочетании с осушением лугов и других сельскохозяйственных угодий. Однако осушительная мелиорация в ряде стран имеет уже давнюю историю и продолжает развиваться.

Массовое осушение заболоченных лесов началось в XIX веке. Весьма высокие результаты мелиорации того периода можно видеть на примере состояния и роста леса в Калининградской области. Этот в прошлом болотный край, где до мелиорации преобладали низкопродуктивные леса, теперь имеет высокоразвитое лесное хозяйство. Здесь преобладают леса высших бонитетов, что является результатом прежних мелиорации и надлежащего поддержания работы лесоосушительных систем (Елпатьевский М.Н., Елпатьевский М.П., 1970).

Первые опыты по искусственному облесению болот были заложены в 1836 г в Бельгии. С конца 70-х годов XIX века в бельгийском лесном хозяйстве была разработана система мероприятия по осушению, подготовке почвы и закладке лесных культур, которая получила название бельгийской системы и применялась до середины 30-х годов XX века, как в Бельгии, так и  в других странах .

Сущность этой системы заключалась в том, что на болотном участке, предназначенном для облесения, прежде всего, удаляли травяно-моховой покров с целью обнажения слоев хорошо разложившегося торфа и облегчения последующей прокладки дренажных канав, которые обеспечивали отвод воды с участка. Канавы прокапывали параллельно друг другу на расстоянии 5 м одна от другой глубиной 15-25 см. Грунт при этом извлекали крупными глыбами, которые в перевернутом положении размещали на межканавной полосе в шахматном порядке на расстоянии 1,5-1,7 м друг от друга. Спустя два года, т.е. когда торфяные глыбы-холмики уже достаточно слежались, на них производили посадку сеянцев с тщательным размещением и заделкой корневых систем (Елпатьевский, Кирюшкин и др., 1978). Таким образом, комплекс мероприятий, именуемый бельгийской системой, включал одновременно поверхностный дренаж, подготовку почвы и закладку лесных культур, обеспечивая высокую приживаемость и хороший рост культур.

Названный путь освоения применим лишь на болотах с потенциально богатыми торфами и ориентирован на ручной труд, поэтому бельгийская система в наше время не перспективна. Однако основные принципы ее используются и сейчас.

Позднее появились системы освоения болот и в ряде других стран: Англии, Германии, странах Скандинавии.

С середины 50-х годов XX века в нашей стране гидромелиоративные работы в переувлажненных лесах приняли широкие масштабы. Наряду с лесами в осушение все шире стали вовлекаться безлесные болота. Первоначально они осушались лишь попутно с лесами, а с начала 60-х годов стали самостоятельными объектами гидролесомелиорации.

Комплексные работы по искусственному облесению осушаемых болотных земель одни из первых начал Сиверский лесхоз ЛенНИИЛХа более 60 лет назад (Елпатьевский М.Н., Елпатьевский М.П., 1970).

 Объектами освоения вначале были преимущественно богатые переходные болота с мощностью торфа около 0,5 м.  На одном из опытных участков в зоне интенсивного осушения на 50-метровой приканавной  полосе в 1935 г, спустя 5 лет после осушения, была посеяна сосна обыкновенная в необработанную поверхность с размещением посевных мест 1,5 х 1,5 м. Семена высевались непосредственно в сфагновый покров с ручной заделкой на глубину около 1 см. На втором участке производилась подготовка почвы, заключавшаяся в удалении живого напочвенного покрова и рыхлении почвы площадками 0,5 х 0,5 м, на третьем - полосная вспышка кустарниково-болотным плугом с последующим посевом и посадкой 2-х летних сеянцев сосны по пластам. На первом участке (без обработки почвы) сформировалось высокопроизводительное сосновое насаждение. Спустя 25 лет после посева оно имело следующую таксационную характеристику; состав-10С, ед. Б, Б; средняя высота-10м; средний диаметр-8,5 см, полнота-0,8; запас-105 м3/га; текущий прирост-5,8 м3/га; класс бонитета -I. На участке с плужной под  готовкой почвы сформировалось сосновое насаждение 1а класса бонитета (Елпатьевский, Кирюшкин  и др., 1978).

В 1958 г ЛенНИИЛХ начал систематические исследования возможности использования болот лесным хозяйством. На первом этапе основное внимание было сосредоточено на выявлении принципиальной возможности выращивания высокопродуктивных насаждений на осушаемых болотах северо-запада РСФСР и на изыскании наиболее рационального пути искусственного облесения ранее осушенных низинных и переходных болот.

В 1966 г ЛенНИИЛХ издал первую, а в 1971 г-вторую инструкции по искусственному облесению болот, в которых даны указания по выбору участков для облесения, приведены основные агротехнические требования и предложена рациональная технология работ по подготовке территории

осушаемых болот под лесные культуры, рекомендованы способы создания культур (Елпатьевский, Кирюшкин и др., 1978).

В последние годы в России отмечается резкое сокращение площади экономически доступных лесов. Ресурсы хвойных пород на естественно дренированных почвах в европейской части страны истощены. Транспортировка из Сибири обходится дорого. Очевидно, что и в первой половине XXI века значительная часть лесов Сибири и Дальнего Востока будет не доступна для эксплуатации. Поэтому для обеспечения лесной продукцией населения России, свыше 80% которого проживает в европейской части, требует повышения производительности лесных земель, в первую очередь путем гидромелиорации и плантационного выращивания. Можно сочетать оба направления за счет создания плантаций на осушенных потенциально плодородных торфяных почвах

2.1              Типология болот и их лесокультурное освоение

Болота Севера отличаются большим разнообразием лесорастительных условий. Поэтому возникает необходимость в лесохозяйственной классификации их с целью более эффективного применения мелиоративных агротехнических и лесоводственных мероприятий при хозяйственном освоении. Для этой цели более подходит классификация болот, разработанная ЛенНИИЛХом, где выделено шесть категорий болот:

1        низинные (эвтрофные) травяные;

2        богатые   переходные   (эвтрофно-мезотрофные)   осоко-гипновые   и травяно-сфагновые;

3        бедные переходные (мезотрофные)   осоко-кустарничково-сфагновые, осоко-хвощево-сфагаовые, хвощево-сфагновые;

4       верховые  (мезотрофно-олиготрофные)  пушице-сфагновые,  пушице-кустарничково-сфагновые;

5        верховые (олиготрофные)  кустарничково-сфагновые;

6       верховые (дистрофные) грядово-озерково-мочажинные.  (Рекомендации по созданию лесных культур на осушаемых болотах Европейского севера, 1981).

Для хозяйственного освоения в настоящее время практический интерес представляют первые 4 категории болот.

Низинные болота образуются в результате болотообразовательного процесса грунтового типа. Заболачивание в этом случае происходит благодаря переувлажнению верхних горизонтов почвы преимущественно проточными водами, которые богаты известью и другими зольными элементами. Низинные болота обычно занимают имеющие стоки понижения рельефа, а так же пологие склоны, где характерной чертой почвенного профиля является близкое залегание водоупорных слоев. В этих условиях развивается разнообразная болотная растительность, требовательная к элементам питания, но мирящаяся с недостатком кислорода. Здесь встречаются широколиственные травы, злаки, осоки, различные мхи и т.п.

Переходные болота являются результатом атмосферно-грунтового типа болотообразовательного процесса. Эти болота отличаются слабопроточным водным режимом, причем в балансе водного питания примерно одинаковую роль играют грунтовое и атмосферное переувлажнения. Их характерная особенность-развитие напочвенного покрова из эвтрофных, мезотрофных и даже олиготрофных мхов при одновременном участии довольно широкого круга видов трав и кустарничков. Занимаемое болотными массивами положение в рельефе местности очень разнообразно. Они могут быть приозерными, занимая обмелевшие заливы, могут располагаться в проточных и сточных логах и котловинах, занимать плоские впадины на пологих склонах и располагаться у подножья крутых склонов террас, обращенных к современным речным долинам, озерам, а также и к древним озерным впадинам и морям. Среди переходных болот еще больше, чем в группе низинных болот, выражено разнообразие участков различной влажности и трофности (Елпатьевский М.Н., Елпатьевский М.П., 1970).

Верховые болота образуются в результате болотообразовательного процесса олиготрофного типа, вызываемого переувлажнением почти исключительно лишь атмосферными осадками. Последнее обусловлено, как особенностями торфоподстилающих минеральных пород, так и положением болот в рельефе. В группу верховых болот входят массивы, залегающие на высших точках местности, пологих выпуклых склонах, бессточных понижениях, высоких речных террасах, а также нередко и в проточных логах и впадинах. Зольной пищей растений этих болот служит преимущественно атмосферная пыль. Верховые болота представляют собой более сложные образования, чем низинные и переходные, и отличаются большим разнообразием, определяемым характером их залегания, конфигурацией болотных впадин, типами водных потоков, растительным покровом. Для верховых болот также характерны существенные различия во влажности, трофности и растительном покрове между отдельными частями массивов.

Низинные травяные болота в силу высокого потенциального плодородия их торфяных залежей следует использовать для выращивания сельскохозяйственных культур, в том числе трав. Верховые заключительной стадии развития грядково - озерково - мочажинные болота, которые не подходят для освоения из-за крайне низкого плодородия торфа и тяжелых условий для работы мелиоративной техники, лучше оставлять в качестве естественных клюквенных и охотничьих угодий.

Детальное обследование осушаемых болот, проведенное в лесхозах Ленинградской, Новгородской и Псковской областей, показало, что в лесохозяйственное освоение фактически включаются преимущественно переходные болота, в меньшей степени - верховые и очень редко -низинные, представленные болотными лесорастительными участками всех

четырех градаций по мощности торфяной залежи. Они чаще всего подстилаются грунтами тяжелого механического состава

Большинству осваиваемых богатых переходных болот обычно свойственна общая мощность торфа до 1,0-1,5 м, при этом под 15-30 см слоем не разложившихся растительных остатков залегает хорошо разложившийся (35 % и более) осоково-сфагновый переходный и травяной низинный торф, подстилаемый суглинками и глинами.

Среди бедных переходных травяно-кустарничково-сфагновых болот в числе объектов освоения одинаково часто встречаются участки со среднемощным, мощным и глубоким верхним слоем очеса и слаборазложившегося переходного торфа, под которым залегает хорошо (30-35 %) или сильно-(50 % и более) разложившийся переходный или низинный торф. Торфоподстилающие минеральные грунты бывают как водоупорными, так и водопроводящими. Верховые болота практически стали вовлекаться в освоение лишь в самое последнее время (Елпатьевский, Кирюшкин и др., 1978).

2.2   Финский опыт облесения осушенных болот.

Как указывает К.Райтасуо, до недавнего времени в Финляндии большие надежды возлагали на естественное облесение болот. Считали, что если почва болот достаточно плодородна и хорошо осушена, то нег никакой нужды создавать лесные культуры. В действительности оказалось, что осушать открытые болота без дальнейшего их закультивирования невыгодно. Многие болота постепенно покрываются лесом, но этот процесс идет очень медленно и формируются малоценные древо­стой.

Культуры сосны создают посевов и посадкой, ели - только по­садкой. Ее производят в вертикальную или наклонную щель. Если по­садка произведена в наклонную щель, то приживаемость и рост куль­тур гораздо лучше. Предпочитаются чистые культуры сосны, ели или березы бородавчатой. Норвежский лесовод Б. Мешечок придерживается мнения, что на холодных болотных почвах следует выращивать смешан­ный, лес с участием лиственных пород. Это делает полог более прони­цаемым для света и тепла. Участие лиственных пород, как правило, обеспечивается самой природой. Хорошо растет на болотах лиственни­ца сибирская.

По данным У. Кельтикангаса и К. Сеппяля, на юге страны высаживают 2000 саженцев на I га, а на севере - 1500 и высевают семян соответственно 300 и 200 г. При этом на посадку 1 га леса затра­чивается 4 чел-дня, а на посев - 1,5.

Посадочный материал выращивают во временных питомниках недалеко от мест работы, но чаще его получают из постоянных государст­венных питомников, в которых сеянцы выращивают в теплицах, покрытых полиэтиленовой пленкой. Семена высевают в торфяную массу (крошку), что обеспечивает больший выход сеянцев на 1 кг семян, а рост и раз­витие ускоряется минимум на год. В дальнейшем одно - или двухлетние сеянцы пересаживают для доращивания. Посадку производят вручную.

Почву также могут обрабатывать вручную созданием микроповыше -ний размером 40 х 40 см и высотой 20 см путем нарезки пластов болот­ными плугами или разбрасывания (минерализации) полосой вдоль канавы измельченного фрезерного торфа (при прокладке мелких канав дисковы­ми фрезами). В последнее время особое внимание уделяют подготовке почвы нарезкой пластов специальными одно или двухотвальными плугами - по примеру Норвегии и Шотландии. Двухотвальный прицепной плуг делает борозды глубиной 20-35 см и шириной 70 св. Установленные впере­ди корпуса три дисковых ножа разрезает полосу на две части, а корпус плуга с помощью отвалов переворачивает их на 180°. По обе стороны бо­розды образуются два пласта. При проведении борозд через 4 м. расстоя­ние между центрами пластов равно 2 м.

В Шотландии вначале нарезают подобными плугами пласты, а затем поперек их прокладывают осушительные канавы глубиной 45-75 си в ко­личестве 250-500 м/га для отвода избыточных вод (в зависимости от почвы и ее обводненности).

Посадку сосны и ели в пласт производят специальной болотной по­садочной лопаткой, применение которой увеличивает производительность труда. С ее помощью один человек сажает за день 1500-2000 растений. Торф на том месте, где должно быть посажено растение, надрезают ло­паткой и кусок его отворачивает в сторону. Им прикрывают корни рас­тений после посадки в наклонную ямку и прижимают его ногой. Работают одновременно два человека. Это особенно целесообразно при одновремен­ном внесении фосфорных удобрений в посадочную ямку.

В зависимости от способа подготовки почвы приживаемость культур разная. Так, например, по данным Л.Хейкурайнена и Ю. Пяйвенена, приживаемость культур сосны, созданных посевом на целине, равна 78,2 % , при уплотнении поверхности болота - 95,2 %, при снятии рас­тительного покрова - 95,6 %. Приживаемость посадок сосны трехлетками в зависимости от способов обработки почвы так сильно не колеблется. По неподготовленной почве она равна 95 %, на микроповышениях - 94,6%, при посадке сосны саженцами в возрасте трех лет по целине под моты­гу - 96,7 %,, щипчиками - 95,2 %, под мотыгу на микроповышениях вы­сокой 20 см - 98,1 %. При посадке однолетними сеянцами приживаемость культур составила 93,3 %.

Приживаемость культур на подготовленной почве выше. Финские ученые считают, что активное лесоводство следует начинать с интенсивного ухода за почвой. Только после этого целесообразно присту­пать к искусственному возобновлению леса. Высокая приживаемость посадок, независимо от способа обработки почвы, объясняется высоким качеством посадочного материала и тем, что в период переноски его при посадке корни предохраняются от высыхания. Сажальщик носит са­женцы в специальных коробах, сверху прикрытых куском брезента.

Ю. Пяйвенен указывает, что при отсутствии защиты ель сильно повреждается весенними заморозками. Из-за этого ее не рекомендуют сажать или сеять даже на плодородных почвах, если нет защиты в виде кустарников ивы, березы или других не ценных пород. В качестве за­щиты для ели может быть использован тополь, посадка которого в Нор­вегии на болотах дала почти 100 %-ную приживаемость и хороший рост.

Посадка и посев леса по целине применяются лишь на болотах со слаборазвитым травяным покровом, т.е. на сфагновых болотах. Такой способ создания культур очень дешев. Посев делается точечно-разбро­сным методом, в лунку высевается 10-15 семян.

Стоимость лесных культур на осушенных болотах зависит от спосо­ба их создания и климатической зоны. Расходы на посадку будут несколько меньше, если применять более ка­чественные посевной и посадочный материалы (семена из плюсовых деревьев и саженцы, выращенные из этих семян).

В практике лесовосстановительных работ на наиболее трудных участках лес создают посадкой. Он в первый период роста развивается быстрее и лучше противостоит отрицательному влиянию буйно развиваю­щейся травяно-кустарничковой растительности. По данным Б.Эклунда, об­щий прирост саженцев после 20-40 лет жизни был на 12 % больше, чем сеянцев. При выборе способа облесения часто останавливаются на посадке, так как посев затрудняется из-за недостатка семян. Это объясняется тем, что цены на семена в стране очень низкие, даже в урожайные годы их сдают государству в небольшом количестве. К 1970 г. посад­ками планируется занять 2/3 лесокультурной площади.

Финские исследователи указывают, что благоприятные условия влаж­ности почвы для прорастания семян и приживаемости всходов и саженцев  существуют, пока болото находится в естественной состоянии или близко к нему. После осушения условия влажности для приживаемости культур несколько ухудшаются, поэтому рекомендуют посадку и посев леса проводить одновременно или сразу же после осушения болота (в тот же год). Кроме того, как указывают М.Кельтикангас и К. Сеппяля, быстрое зарастание осушенных болот кустарниками и березой пушистой не позволяет откладывать работы по облесению их хвойными породами.

Для ускорения и продления, сроков посадки, дополнения и создания культур акционерное общество А. Алстрён начало применять посадку их в торфоперегнойных горшочках (горшочки Джжффи, Финнпот). Этот способ заключается в следующем. Однолетние сеянцы, выращенные в теплицах из полиэтиленовой пленки, сажают в горшочки, а затем через несколько недель саженцы в горшочках высаживают на постоянное место.

Для выращивания крупномерных саженцев, используемых также для

дополнения культур, сосна или ель в горшочках 2-3-го года растет в питомнике или теплице. Опыт посадки однолетними сеянцами таким способом был проведен на 60 га. Проверка осенью показала, что эта посадка вполне пригодна и значительно лучше обычных способов посадки сосны, хотя несколько дороже. Средняя приживаемость культур после двух вегетационных пе­риодов равна 95 %. Посадка велась в июне-августе. Саженцу при этой посадке можно дать значительное количество удобрений (N/P/K), не опасаясь, что оно будет использовано сорной растительностью. Саженцы одинаково при­живалась и в начале, и в конце лета. В 1964 г. при дополнении культур было высажено тем же способом 800 тыс., а всего 1500 тыс. шт. горшочков. Одновременно с этим в 1964 г. в теплицах из полиэтиленовой пленки проводили опытный посев семян непосредственно в торфоперегнойные горшочки. Высаживали их на участок 6-недельными всходами. Результаты были получены очень хорошие.

По сравнению с обычной посадкой сосны использование торфоперегнойных горшочков имеет ряд преимуществ: период посадки удлиняем­ся от нескольких недель до четырех месяцев и работа при этом может быть выполнена немногочисленным штатом опытных рабочих; обеспечивает­ся высокая приживаемость культур и экономия семян и саженцев; увеличивается возможность лучшего использования парников; процесс посадки можно механизировать; исключается необходимость подготовки почвы (по­садка по целине).

Как показывает опыт Норвегии, посадка сосны и ели в торфопере­гнойных горшках, особенно 2-4-летними растениями, устраняет потерю в приросте леса (3-7 %), которая происходит при обычной посадке с об­наженными корнями за счет того, что растения отстают в росте в первые 3-5 лет, а иногда и 10-15 лет. При посадке крупномерными растениями количество уходов сокращается.

Производство горшков не представляет больших трудностей, оно мо­жет быть механизировано. Для изготовления горшков нужно применять бо­гатую компостированную почву. Для их прочности к почве, как показал опыт Норвегии, нужно добавлять 3 % пластической смеси. Она удваивает прочность горшков и не препятствует прорастанию корней через их стен­ки.

В настоящее время в Норвегии горшки Джиффи марки "Специальный" выпускаются трех диаметров: 7 см (№ 425), 8 см (№ 130) и 10 см (№ 335). Наиболее пригоден для сосны и ели горшок диаметром 7  и высотой 8 см (№ 425). Расход земли на 1000 горшков этого размера составляет 143 л, для горшков 8 см - 200 л ,  10 см - 333 л.

Сажать растения в горшках гораздо быстрее, чем с обнаженными корнями. Посадочные ямы под горшки с растениями готовятся или вручную, или с помощью специального бура (ручного иди на тракторе). В Швеции, например, применяет механический переносный бур "Лнль-Олле" весом 10 кг и мощностью 0,35 л.с. со специальной рыхлительной голов­кой. В наших условиях для этих целей можно приспособить бензопилу пилу "Дружба".

С учетом всех положительных сторон метод создания лесных куль­тур с использованием торфоперегнойных; горшков экономически себя оп­равдывает и находит широкое применение за рубежом.

Еще более перспективным и экономичным является метод выращивания, хранения и транспортировки сеянцев в полиэтиленовых рулонах, так называемый метод П. Иисула. Он заключается в следующем. Сначала  на полиэтиленовую пленку шириной примерно 40 см насыпают слой удобренно­го торфа, На торф с обеих сторон ленты  укладывают на определенном уда­лении друг от друга однолетние сеянцы сосны или ели, при этом корневая шейка должна быть на уровне края пленки. Затем лента сворачивается в рулон и разрезается на две равные части, каждую из которых ставят вер­тикально, кронами сеянцев вверх и в таком виде помещают в теплицы для доращивания. Работа выполняется с помощью пока еще единственного по­луавтоматического станка, который раскручивает пленку из рулона, рас­стилает торф и сворачивает пленку с разложенными сеянцами. В каждый рулон с одной и другой стороны закладывают по 50 сеянцев.

Применяется и другой вариант выращивания посадочного материала в рулонах - посевом семян. В этом случае на края полиэтиленовой плен­ки в торф производят посев семян. Впервые этот метод был испытан в 1965 г. близи г. Раваниеми (за Полярным кругом). Преимущества его в следующем: обработку сеянцев или посев семян можно производить в по­мещении и в любое время года, в том числе зимой, с последующей кон­сервацией рулонов; удобна доставка сеянцев на лесокультурную  площадь со 100 %-ной гарантией их сохранности до самого момента посадки. Посадку можно производить течение всего вегетационного периода небольшим количеством кадровых высококвалифицированных рабочих. При этой от­падает процесс упаковки саженцев (при выращивании их в питомниках). Опыты по посадке леса в течение вегетационного периода сажен­цами из рулонов и саженцами, выкопанными из питомников, показали высокую приживаемость культур (Пятецкий, 1968).

3    ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1   Программа исследований

С     учетом     поставленных     целей,     программой     исследований

предусмотрено изучение следующих вопросов:

1    изучение и обобщение производственного опыта создания лесных    культур на  осушенных    болотах;

2     оценка успешности лесных культур на осушенных болтах;

3     сравнительный анализ роста и продуктивности культур;

3.2  Методика полевых исследований

Перед началом исследований была изучена история и технология создания культур, изучены акты приемки лесокультурных работ.

Наши исследования были проведены на четырех пробных площадях, заложенных в культурах сосны и ели, созданных методом посадки на осушенном болоте.

Пробные площади закладывались с целью изучения успешности посадок лесных культур путем сравнения основных таксационных показателей насаждений, созданных по различным технологиям, а также составления проекта рубок ухода в них.

Пробные площади были заложены в различных вариантах создания культур и на различных расстояниях от собирателей. Закладка проведена в соответствии с методикой закладки и таксации временных пробных площадей, приведенной в отраслевом стандарте ОСТ 56-69-83. Пробные площади заложены в наиболее характерных участках, где исключено влияние дорог, опушек, квартальной сети на рост и развитие лесных культур. Пробы закладывали прямоугольной формы, отграничивали визирами и закрепляли по углам столбами» на которых подписывали номер пробы, ее площадь и год закладки. Деревья, примыкающие к пробе с внешней стороны, отмечали затесками. Деревья, попадающие на линию границы пробы, отмечали затесками с двух сторон по направлению граничного визира и при перечете в дальнейшем учитывали в половинном количестве. Все четыре стороны пробы промеряли с точностью до 0.1 см.  Пробу привязываем к просекам. Отбивка пробы производилась с помощью буссоли. Размер пробы обеспечивает    наличие    на    ней    достаточного    количества    деревьев преобладающей породы для определения среднего диаметра древостоя.

3.3        Методика исследований культур

После отбивки пробной площади произвели перечет деревьев по породам. В пределах породы перечет проводился по 2-см ступеням толщины и категориям технической годности деревьев. Сплошной перечет проводился с помощью мерной вилки, с измерением диаметра на высоте 1,3 метра

Для определения средней высоты проводились замеры диаметра и высоты у модельных деревьев (15-25 шт.), равномерно распределенных по ступеням толщины, на каждой пробной площади. Диаметр на высоте груди у каждого дерева измеряли до десятых долей сантиметра по точной шкале мерной вилки, высоту измеряли в метрах с десятым долями. Для измерения высот использовали высотомер – Блюм-Лейсса. По измеренным диаметрам и высотам деревьев строили кривую высот (график высот), то есть находили соотношение этих показателей. Для построения графика высот использовали программу Curve Expert и Microsoft Exel. С графика высот снимали значение средней высоты по данной породе. Для определения среднего диаметра на ЭВМ производился расчет таксационных показателей с использованием программы SТАТ.

Следующий этап работы на пробной площади - выбор, срубка и обмер модельных деревьев, Модельное дерево - это среднее дерево, типичный образец для всего древостоя.

У модельных деревьев измерялись длина ствола, диаметр на высоте 1,3 м. размер поперечника, расстояние до первого мертвого сучка, расстояние до первого живого сучка, протяженность живой кроны, прирост по высоте за последние 10 лет, количество шишек, диаметр в коре и без коры у шейки корня и выше по стволу через каждый метр. Отбор и обмер модельных деревьев проводились в соответствии с методическими указаниями к дипломному проектированию (Соколова, 1978) и методическими указаниями по обследованию и исследованию лесных культур (Огиевского, Хирова, 1967).

Учет подроста выполнялся на лентах 2x10 м. Закладывалось 5 лент на каждой пробе, На лентах учитывались всходы и подрост. Древесные всходы -это растения до одного года, образовавшиеся из семян. Подрост-это молодое поколение древесных растений, способное сформировать древостой. Подрост по высоте делился на мелкий - до 0.5 м, средний-0,51 – 1.5 м, крупный - подрост большей высоты 1.51м (Львов, Усова, 1978). Качественная сторона подроста характеризуется следующими категориями по И.С.Мелехову (Соколов, 1978): 

Возраст особей каждой группы по высоте определялся для 1-3 средних моделей. При описании напочвенного покрова для каждого растения определялись ярус, обилие по Друде, распространение, фенологическое состояние, проективное покрытие. Изучение проводилось в соответствии с методическими указаниями (Львов, Усова, 1978 Астрологова, 1980; Барабин и др., 1995)

Для описания напочвенного покрова закладывались площадки размером 0,5 х 0,5 м в количестве 10 шт. по диагонали на равном расстоянии друг от друга.

При изучении почвы руководствовались отраслевым стандартом ОСТ 56-81-84. Для изучения почв на пробных площадях  были заложены почвенные разрезы глубиной не менее 1,5 м. После выкопки почвенной ямы, профиль расчленяли на генетические горизонты, принимая во внимание ряд морфологических признаков: окраска, структура, сложение, механический состав и так далее. Дня каждого генетического горизонта отмечались ряд признаков (Паршевников, 1974).

Класс бонитета определяли по соотношению средней высоты и среднего возраста культур по бонитировочной шкале М.М.Орлова.

Относительная полнота определялась по формуле:

Р = Gф/Gн,

где  Gф - сумма площадей сечений таксируемого древостоя, м2/га;

        Gн - сумма площадей сечений нормального древостоя, м2/га.

Абсолютная полнота находилась как сумма площадей поперечных сечений пород, входящих в состав.

Запас по породам находили умножением запаса древостоя при полноте 1,0 на относительную полноту культур. Общий запас древостоя находили суммированием запасов пород, входящих в состав.

Состав древостоя определяли по запасу пород, участвующих в древостое. Процент запаса породы от общего запаса древостоя округляли до целого десятка и записывали в формулу состава единицами.

3.4   Характеристика объектов исследования

Участки культур ели, на которых проводились исследования, расположены в Харовском лесхозе  Харовском лесничестве квартале 77 выдела №9 и квартале 78  выдела №10. Пробная площадь № 45/1 (кв. 77 выд. 9)  представлена осушенным низинным болотом, а второй участок осушенный ельник сфагновый на окрайке болота. Под окрайкой болота понимается часть большой площади, независимо от глубины торфа примыкающих к суходолу и испытывающих влияние поверхностных и грунтовых проточных вод, как со стороны суходола, так и болота (Орлов, 1973).

На пробной площади №45/1 (кв. 78 выд. 10) культуры ели созданы посадкой двухлетних сеянцев, полученными из Череповецкого лесхоза.  Посадка производилась вручную, рядами с расстоянием между сеянцами в ряду 1,0 (1,1) м, между рядами 3,0 (3,5) м.   Число посадочных мест 3000 шт. на 1 га. Подготовка почвы осуществлялась плугом ПКЛ-70. Наглядно пробная площадь представлена на рисунках 3.8 – 3.10

На пробной площади №46/2 культуры ели созданы посадкой двухлетних сеянцев, полученными из Череповецкого лесхоза.  Посадка производилась вручную, рядами с расстоянием между сеянцами в ряду 0,9 (1,0) м, между рядами 2,8 м.   Число посадочных мест 3300 шт. на 1 га. Подготовка почвы осуществлялась плугом ПКЛ-70. Наглядно пробная площадь представлена на рисунке 3.11

Культурах сосны на осушенном болоте были заложены в Устюженском лесничестве Устюженского спецсемлесхоза. Культуры расположены в кварталах 102. Культуры созданы в 1975 году. Площади, на которых созданы лесные культуры, представлены осушенными верховыми болотами.

В квартале 102 (пробная площадь 37/2) культуры созданы посадкой в пласт вручную с помощью меча Колесова. Посадка производилась рядами с расстоянием между сеянцами в ряду 0,8 м, между рядами 1,5 м, расстояние между центрами борозд 8 м. Число посадочных мест 3000 шт. на 1 га. Подготовка почвы произведена в августе 1972 г. плугом ПКЛН-500 с одновременным прикатыванием пластов. Для посадки использовались 2-х летние сеянцы сосны из питомника лесхоза. Посадка проведена в период с 5 по 17 мая. Данная пробная площадь представлена на рисунке 3.12

А на пробной площади 38/3 в 102 квартале (рисунок 3.13)  культуры также созданы посадкой под меч Колесова. Посадка производилась с расстоянием между сеянцами в ряду 0,65 м, между рядами 1,5 м, расстояние между центрами борозд 10 м. Число посадочных мест также 3000 шт. на 1 га. Подготовка почвы произведена в августе 1973 г. плугом ПКЛН-500. Дня посадки также использовались 2-х летние сеянцы сосны из своего питомника.

Характеристика исследуемых пробных площадей приведена ниже. 

Пробная площадь № 37/2

Тип леса - сосняк кустарничково - сфагновый осушенный, Площадь пробы – 0,14 га, класс бонитета - Ш, относительная полнота-0,73, состав 10С ед.Б, средний диаметр сосны – 11,6 см, березы - 8 см; средняя высота сосны - 9,2 м, березы - 9,0 м.

Определение полноты:

 Для сосны: Gф - 2,261/0,14 = 16,15 м2/га

                      Gн = 22,02 м2/га

                      Р = 16,15/22,02 = 0,73

 Для березы: Gф = 0,021/0,14 = 0,15 м2/га

                      Gн= 11,5 м2/га

                        Р = 0,15/11,5 = 0,013

Общая относительная полнота древостоя: 0,73+0,013 = 0,74 Абсолютная полнота древостоя: 16,15 + 0,15 = 16,30 м2/га

Определение запаса:

Сосна: М = 112,4*0,73 = 82,05 м3/га;

Береза: М = 40,6*0,013 = 0,53 м3га;

Общий запас древостоя: 82,05+0,53 = 82,58 м3/га

Участие сосны в составе - 99 %, березы - 1 %.

Состав древостоя: 10С ед.Б

График зависимости высоты от диаметра приведен на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 Кривая высот сосны на П/П № 37/2

Учет естественного возобновления на пробе приведен в таблице 3.1

Таблица 3.1  Учет естественного возобновления на пробе № 37/2.

В подлеске единично встречается рябина

Список живого напочвенного покрова представлен в таблице 3.2

Таблица 3.2 Список растений живого напочвенного покрова

Описание почвенного разреза:

Очес (0-8см) - состоит из неразложившихся мхов;

TI (8- 13 см) - слабо разложившийся, палево-бурый, рыхлый, свежий, переход к горизонту Т2 ясный по прямой:

Т2 (13-30 см) - слабо разложившийся, темно-бурый, слабоуплотненный, свежий, переход к нижележащему горизонту ясный по прямой;

ТЗ (30-48 см) - средне разложившийся, серо-черный, свежий, слабоуплотненный, переход к Т4 ясный по волнистой линии;

Т4 (48-60 см) - хорошо разложившийся, темно-бурый, влажный, слабоуплотненный, переход к нижележащему горизонту ясный ровный;

Т5 (60-68) - хорошо разложившийся, серо-черный, влажный, слабоуплотненный, переход к горизонту G резкий по прямой;

G (68-79 см) - средний суглинок, свежий, плотный, светло-серый, переход к нижележащему горизонту ясный по волнистой линии;

С (79 см и больше) - песок, белесо-серый, рыхлый.

Название почвы: торфяная переходная осушенная на оглеенном песке.

Глубина залегания грунтовых вод - 78 см.

Пробная площадь № 38/3

Тип леса - сосняк кустарничково-сфагновый осушенный. Площадь пробы – 0,14 га, класс бонитета - Ш, относительная полнота-0,97, состав 10С1Б, средний диаметр сосны – 11,2 см, березы – 9,7 см; средняя высота сосны - 9,3 м, березы – 10,5 м.

Определение полноты:

 Для сосны: Gф = 1,984/0,14 = 14,17 м2/га

                      Gн = 22,18 м2/га

                      Р = 14,17/22,18 = 0,64

 Для березы: Gф = 0,1871/0,14 = 1,34 м2/га

                      Gн= 16,6 м2/га

                        Р = 1,34/16,6 = 0,081

Общая относительная полнота древостоя: 0,64+0,081 = 0,72 Абсолютная полнота древостоя: 14,17 + 1,34 = 15,51 м2/га

Определение запаса:

Сосна: М = 114,1*0,64 = 73,02 м3/га;

Береза: М = 88,5*0,081 = 7,17 м3га;

Общий запас древостоя: 73,02 + 7,17 = 80,19 м3/га

Участие сосны в составе - 91 %, березы - 9 %.

График зависимости высоты от диаметра приведен на рисунке 3.3

Рисунок 3.3    Кривая высот сосны на П/П № 38/3

Учет естественного возобновления на пробе приведен в таблице 3.3

Таблица 3.3  Учет естественного возобновления на пробе № 37/3.

Список живого напочвенного покрова представлен в таблице 3.4

Таблица 3.4 Список растений живого напочвенного покрова

Строение почвенного профиля аналогично строению почвы на пробе №37/2.

Название почвы: торфяная переходная осушаемая на оглеенном песке. Глубина залегания грунтовых вод - 78 см.

Пробная площадь № 45/1

Тип леса – ельник на осушенном болоте, Площадь пробы – 0,13 га, класс бонитета - V, относительная полнота-1,0.  Состав 6Б3Е1С,  средний диаметр ели – 4,7  см, березы – 6,8 см,  сосны – 7,1 см;  средняя высота ели – 4,3 м,    березы - 9,0 м,   сосны – 8,2 м.

Определение полноты:

Для ели: Gф = 0,77 /0,13 = 5,92 м2/га

                      Gн = 11,5 м2/га

                      Р = 5,92/11,5= 0,50

 Для сосны: Gф = 0,19/0,13 = 1,46 м2/га

                      Gн = 20,2 м2/га

                      Р = 1,46/20,2 = 0,06

 Для березы: Gф = 0,89/0, 13 = 6,85 м2/га

                      Gн= 15,0 м2/га

                        Р = 6,85/15,0 = 0,44

Общая относительная полнота древостоя: 0,50+0,06+0,44 = 1,0 Абсолютная полнота древостоя: 5,92+1,46+6,85 = 14,23 м2/га

Определение запаса:

Ель: М = 32,0*0,50 = 16,00 м3/га;

Сосна: М = 93,0*0,06 = 5,58 м3/га;

Береза: М = 75,0*0,44 = 33,0 м3га;

Общий запас древостоя: 16,0+5,58+33,0 = 54,58 м3/га

Участие в составе  березы – 60% %, ели – 30%, сосны - 10 %.

Состав древостоя: 6Б3Е1С.

График зависимости высоты от диаметра приведен на рисунке 3.4

Рисунок 3.4 Кривая высот сосны на П/П № 45/1

Учет естественного возобновления на пробе приведен в таблице 3.4

Таблица 3.4  Учет естественного возобновления на пробе № 37/2.

Список живого напочвенного покрова представлен в таблице 3.5

Таблица 3.5 Список растений живого напочвенного покрова

Описание почвенного разреза:

Очес (0-10см) - состоит из неразложившихся мхов, буро-коричневый, свежий;

TI (10- 30 см) - слабо разложившийся, темно-бурый, рыхлый, свежий, переход к горизонту Т2 ясный по прямой:

Т2 (30-86 см) - слабо разложившийся, черный, слабоуплотненный, свежий, переход к нижележащему горизонту постепенный;

С (86 см и больше) – песок в верхней части уплотненная прослойка, белесо-серый, плотноватый, влажный.

Название почвы: Торфяник низинного типа осушенный.

Пробная площадь № 46/2

Тип леса – ельник-травяный, Площадь пробы – 0,1 га, класс бонитета - 1V, относительная полнота-1,0.  Состав 4Б3Е3С,   средний диаметр ели – 5,1  см, березы – 9,1 см,  сосны – 16,0 см;  средняя высота ели – 5,3 м,    березы – 12,8 м,   сосны – 16,3 м.

Определение полноты:

Для ели: Gф = 0,81 /0,1 = 8,1  м2/га

                      Gн = 13,2 м2/га

                      Р = 8,1/13,2= 0,61

 Для сосны: Gф = 0,42/0,1 = 4,2 м2/га

                      Gн = 31,4 м2/га

                      Р = 4,2/31,6 = 0,11

 Для березы: Gф = 0,56/0, 1 = 5,6 м2/га

                      Gн= 19,1 м2/га

                        Р = 5,6/19,6 = 0,28

Общая относительная полнота древостоя: 0,61+0,11+0,28 = 0,99 Абсолютная полнота древостоя: 0,81+0,42+0,56 = 1,79 м2/га

Определение запаса:

Ель: М = 41,0*0,61 = 25,01 м3/га;

Сосна: М = 248,0*0,11 = 27,28 м3/га;

Береза: М = 120,0*0,28 = 33,60 м3га;

Общий запас древостоя: 25,0+27,28+33,60 = 85,88 м3/га

Участие в составе  березы – 40% %, ели – 30%, сосны - 30 %.

Состав древостоя: 4Б3Е3С.

График зависимости высоты от диаметра приведен на рисунке 3.6

Рисунок 3.6   Кривая высот сосны на П/П № 46/2

Учет естественного возобновления на пробе приведен в таблице 3.6

Таблица 3.6  Учет естественного возобновления на пробе № 46/2.

Список живого напочвенного покрова представлен в таблице 3.7

Таблица 3.7 Список растений живого напочвенного покрова

 Примечание: Весь напочвенный покров размещен в «окнах»

Описание почвенного разреза:

Почвенный разрез по горизонтам на данной пробе имеет следующий вид:

Ао 0-3 см. Лесная подстилка из неразложившегося хвойного отпада и отмерших растений, свежая, чёрная, уплотненная, бесструктурная. Пронизана корнями рас­тений и мицелием грибов. Переход в горизонт А1А2 ясный.

А1А2 3-7 см. Переходный горизонт супесчаный, свежий, серый, бесструктурный, уплотненный. Также имеются корни растений. Переход в горизонт А2 ясный.

А2 7-19 см. Подзолистый горизонт, супесчаный, свежий, светло-серого цве­та, бесструктурный, уплотненный . Встречаются корни деревьев. Переход в нижележащий горизонт постепенный.

В 19-35 см. Горизонт вмывания, легкосуглинистый, палево-бурый, свежий, структура плитчатая, плотного сложения. Встречаются корни. Переход в горизонт ВСg постепенный.

ВСg 35-50 см. Горизонт переходный с элементами оглеения, среднесуглинистый, светло-бурово цвета, плотный, свежий, комковатый. Переход в следующий горизонт постепенный.

С >50 см. Материнская порода, тяжелый суглинок, красно-коричневого цвета, плотная, свежая, комковатая.

Название почвы: среднеподзолистая контактно-глеевая супесчаная на тяжелом суглинке.

Такая почва объясняется тем, что исследуемый участок находится на окрайке болота и испытывает влияние, как поверхностных, грунтовых проточных вод так и влияние болота.

4 ОЦЕНКА УСПЕШНОСТИ КУЛЬТУР СОСНЫ И  ЕЛИ, СОЗДАННЫХ НА ОСУШЕННОМ БОЛОТЕ

4.1            Приживаемость производственных посевов и посадок сосны

Первые осушительно-мелиоративные работы на нынешней территории Вологодской области (Михайловское и Кадниковское лесничества) были проведены в 1882-1884 гг. Результат этих работ анализировался лесоустроителями, а 1913 и 1925 гг. и был признан положительным. В 1911 -1913гг. в Куриловской даче нынешнего Вожегодсокого лесхоза проведено осушение на площади более 1000 га (Мелехов, 1956).

В общей проблеме повышения продуктивности северных лесов осушительная мелиорация, как считал И С. Мелехов (1956, 1972, 1989) должна занять одно из основных направлений.

Площадь    заболоченных    и    заболачивающихся    земель    гослесфонда

Вологодской  области  составляет: 40,7 % ,  в  том числе болота 14 % (Истомин, 1975).  Наиболее заболочена (50 - 70 %) западная часть: Молого- Шекснинская,  Белозерская,  Кубино - Вологодская низменности, а также

ложбина около оз. Воже. Площадь болот в области составляет 1165.5 тыс. га из них целесообразно осушать 495,4 тыс. га или 42%.

Лесхозы Вологодской области обладают определенным опытом создания лесных культур на осушенных болотах, но этот опыт в принципе не освещен в научной литературе, по сравнению с другими регионами (Поляков, 1973; Щуревич, 1974; 1976; Пятецкий, Ионин; Жарова, 1976; Елпатевский, Кирюшкин,  Константинов, 1978; Бабич, 1981 и др.)

Так, например, нет данных о лесокультурном опыте освоения осушенных болот, а в частности приживаемости производственных культур в Вологодской области. Для того, что бы заполнить эту  нишу, было изучено по книге учета лесных культур 28 участков лесных культур сосны на осушенных болотах (12 участков, где культуры созданы посевом и 16 участков, где  посадкой; приживаемость фиксировалась на первый и второй года после их  создания).  Более наглядно данные по приживаемости  на первый и второй года после создания посевов и посадок приведены в таблицах 4.1; 4.2; 4.3; 4.4. в которых, также дается их статистическая обработка. В таблице 4.5 обобщены средние данные приживаемостей посевов и посадок и основные статистические показатели.

Таблица 4.1 Статистическая обработка данных  приживаемости посевов сосны в первый год

Средняя приживаемость посевов сосны на первый год составляет – 72,5±5,3%

 Таблица 4.2 Статистическая обработка данных  приживаемости посевов сосны на второй год после их создания

Средняя приживаемость посевов сосны на второй год составляет – 52,1±6,6%

Таблица 4.3 Статистическая обработка данных  приживаемости 2-летних сеянцев сосны в первый год

Продолжение таблицы 4.3

Средняя приживаемость посадок сосны на первый год составляет – 71,9±5,2%

Таблица 4.4 Статистическая обработка данных  приживаемости 2-летних сеянцев сосны на второй год

Средняя приживаемость посадок сосны на второй год составляет – 48,2±3,5%

Таблица 4.5  Сводная таблица средних значений приживаемости и основных статистических показателей производственных посевов и посадок культур сосны на первый и второй год после создания.

Расчет основных статистических показателей рассчитывался по формулам:

Среднее арифметическое значение (М)

                                                          (1)

Среднеквадратичное отклонение (σ)

                                                         (2)

Коэффициент изменчивости (С)

                                                                   (3)

Основная ошибка среднего значения (mM)

                                                                (4)   

Точность опыта (Р)

                                                                   (5)

Достоверность среднего значения (t)

                                                                           (6)

Показатель различия (t/)

                                                             (7)

В результате анализа приживаемости производственных культур сосны созданных на осушенных болотах можно сделать заключение, что посевы и посадки по этому показателю оцениваются как удовлетворительные. Однолетние посадки и посевы имеют почти одинаковый отпад. Различия несущественны, так как показатель различия (t/)<3 t=0,08. В двух летних культурах отпад достигает значительных величин и составляет около 50% посевных и посадочных мест. Двухлетние посадки оцениваются по приживаемости и согласно шкале успешности лесных культур (таблица 4.7) как неудовлетворительные.

         Такой результат можно было вполне ожидать, так как лесоводы области не обладали опытом закультивирования осушенных болот. Официальные практические рекомендации были разработаны и приняты позднее (Пигарев, Варфаломеев, Бабич, Сенчуков, 1975; Елпатьев, Матвеев, 1979).

         К одной из причин низкой приживаемости относится раскрытие посадочных щелей в жаркие периоды лета с последующим пересыханием корневых систем.

         По данным Ю.Н. Иванова и Ю.Ю. Григорьева (1984) изучавшими семилетние культуры сосны на осушенном болоте Устюженского лесничества выявили, что наименьшая их сохранность наблюдается в посадках по пластам трехлетними сеянцами без внесения песка в посадочные щели. И этот факт также подтверждают и наши данные о приживаемости собранные по всей Вологодской области.

         Таким образом, для успешного закультивирования осушенных болот необходимо производить засыпку посадочных щелей сыпучим торфом в смеси с песком, что подтверждают работы Введенского, 1858; Капустикинайте, 1968; Пятецкий, 1968, 1976; Полякова, 1973; Щуревича, 1974, 1976.

4.2                 Лесоводственная оценка культур сосны и ели

Наши исследования проводились в двух вариантах культур ели, различающихся размещением посадочных мест и типами местопроизрастания. В первом варианте культур (ПП№45/1) посадка производилась рядами с расстоянием между сеянцами в ряду 1,0 (1,1) м, между рядами 3,5 (3,0) м. Пробная площадь заложена на самом осушенном болоте. Во втором варианте (ПП№46/2) посадка производилась с расстоянием между сеянцами в ряду 0,9 (1,0) м, между рядами 2,8 м. Число посадочных мест в первом варианте 3000 шт/га, а во втором 3300 шт./га и пробная площадь заложена на окрайке осушенного болота.

В культурах сосны на ПП№37/2 (первый вариант) посадка производилась рядами с расстоянием между сеянцами в ряду 0,8 м, между рядами 1,5 м., расстояние между центрами борозд 8 м.  На ПП№38/3 (второй вариант) посадка производилась с расстоянием между сеянцами в ряду 0,65 м, между рядами 1,5 м., расстояние между центрами борозд 10 м.  Число посадочных мест в обеих вариантах 3000 шт./га. Пробные площади в обеих вариантах были заложены на одинаковом расстоянии от осушителей.

Под ростом культурфитоценозов понимается увеличение основных таксационных показателей древостоя. Высота культур является одним из таких показателей их лесоводственной оценки. Актуальность его возрастает в связи с расширенным внедрением в лесохозяйственное производство методов стандартизации отдельных его процессов, обеспечением нормативными материалами.

Таксационная характеристика  культур сосны и ели  приведена   в таблице 4.6

Таблица 4.6 Таксационная характеристика 30-летних культур ели и 27-летних культур сосны

  * - культивируемая порода

На основании проведенных исследований нами установлено, что различие в средней высоте в культурах ели, созданных по двум изучаемым вариантам, составляет 1м. Средняя высота культур, созданных по первому варианту составляет 4,3 м, по второму варианту – 5,3 м, В культурах сосны существенных различий не обнаружено. Ход роста культур сосны и ели в обоих вариантах культур представлен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1   Ход роста культур сосны и ели в высоту.

Объективной оценкой условий местопроизрастания может служить возраст дорастания до абсолютных высот.  В практическом отношении определенное значение имеет возраст дорастания до высоты 1,3 м. т.е. тот возраст, с которого начинает формироваться один из важнейших таксационных показателей древостоев - сумма площадей сечений на 1 га. Культуры ели, созданные по первому варианту, достигли высоты груди в 12 года, по второму варианту - в 16 лет.

Культуры сосны, созданные на ПП№37/2 ПП№38/3 , достигли высоты груди в 4 года.

Наряду с приживаемостью, сохранностью и другими показателями диаметр искусственно созданных древостоев является одним из главных критериев их лесоводственной оценки. Чаще всего его и берут за основу оценки культур, так как с диаметром хорошо коррелируют основные таксационные показатели. Средний диаметр культур ели, созданных по первому варианту, меньше среднего диаметра культур, созданных по второму варианту на 0,4 см. (4,7 и 5,1 см соответственно). Показатель различия между эти значениями можно считать не существенными, так как t/=1.8

Математическая модель роста, в наибольшей степени отражающая изменение высоты культур с возрастом, для первого варианта культур:   

у = -0,00021Х3 + 0,0044 X 2 - 0,0287Х+0,008; для второго варианта: у = 0,0006 + 0,0071Х + 0,0103Х2-0,0002Х3.

Сохранность   культур   в   30-летнем   возрасте   в   первом   варианте составила 89%. во втором варианте - 90% от первоначальной густоты.

         И по шкале успешности лесных культур (таблица 4.6) культуры ели первого и второго варианта относятся к хорошим сохранность 89 и 90% соответственно

         Средний диаметр культур сосны, созданных по первому варианту, больше среднего диаметра культур, созданных по второму варианту на 0,4 см. (11,6 и 11,2 см соответственно). Показатель различия между средними диаметрами можно также  не существенным, так как t/=0,99

Математическая модель роста, в наибольшей степени отражающая изменение высоты культур сосны с возрастом, для первого варианта культур:  

у = -0,0711 + 0,468Х - 0,0044Х2 ;  для второго варианта: у = -0,018 + 0,3803Х - 0,0015Х2.

Сохранность   культур   в   27-летнем   возрасте   в   первом   варианте составила 47,4%, а во втором варианте – 47,0 % от первоначальной густоты.

         И по шкале успешности лесных культур (таблица 4.7) первый вариант культур относятся к удовлетворительным, а второй вариант к хорошим.

Таблица 4.7 Шкала успешности лесных культур (из лесоустроительной инструкции 1964 г.)

По шкале градаций густоты посадки наши культуры сосны и ели относятся к редкой густоте посадки. Однако одну и ту же густоту посадки культур на практике можно создать путем различных значений ширины междурядья и шага посадки, то есть путем различного размещения высаживаемых растений. Например, путем увеличения размеров междурядий и увеличения величины шага посадки, либо путем обратной манипуляции. Исходя из этого, в настоящее время для учета равномерности распределения числа культивируемых деревьев по площади удобно пользоваться индексом равномерности предложенным М.Д. Мерзленко.

Индекс равномерности (Ир) - представляет собой частное от деления величины междурядья на шаг посадки:

Ир = в / е,                                              (8)

где     в – расстояние между рядками;

          е – величина шага посадки.

При индексе равномерности, равном 1,0, достигается идеально равномерное расположение культивируемой породы, обеспечиваются условия для равномерного развития корневой системы деревьев, формирование кроны правильной формы и как следствие, - высокое качество древесины. Это положение отчетливо проявляется в культурах и плантациях с квадратным и прямоугольным размещением растений. При большой неравномерности распределения деревьев по площади (особенно при Ир>6,0) наблюдаются: однобокое развитие корневой системы, флагообразные кроны, сильная сучковатость и общее ухудшение лесоводственной характеристики искусственного насаждения.

Для первого варианта исследуемых культур ели индекс равномерности равен: 3,0 / 1,0 = 3,0;  для второго варианта: 2,8 / 1,0 = 2,8.

Видно, что ближе к идеальному размещению находятся культуры, созданные по второму варианту. Это сказывается и на биологической продуктивности культур, так как культуры второго варианта более продуктивны, чем культуры первого варианта.

В целом, анализируя полученные данные на момент исследования, можно сделать вывод, что культуры, созданные по второму варианту, по всем показателям превосходят культуры, созданные по первому варианту.

В культурах сосны индекс равномерности для первого варианта равен: 1,5 / 0,8 = 1,9; для второго варианта: 1,5 / 0,65 = 2,3

Отсюда следует, что ближе к идеальному размещению культуры созданные по первому варианту, поэтому они и наиболее продуктивны.

При оценке состава древостоев наиболее ценными как в лесоводственном, так и в лесохозяйственном отношении считаются культуры сосны, так как они чистые. В чистых насаждениях намного проще проводить и планировать лесохозяйственные и лесоводственные мероприятия. Культуры ели на исследуемых участках смешанные с примесью березы 40 и 60% по запасу и с биологической точки зрения это очень хорошо, так как береза с самого начала оказывает положительное воздействие на ель. В первоначальный период она зачищает культуры от заморозков и выжимания, обеспечивая высокую приживаемость и сохранность. Затем она играет в данном культурофитоценозе  почвоулучшающую роль, ослабляя процесс накопления в почве фульвокислот, которые в большом количестве приводят к снижению продуктивность древостоев, что наблюдается в монокультурах. Также с самого момента создания, культуры хвойных молодняков относятся к наивысшему классу пожарной опасности, в этом случае примесь березы снижает класс пожарной опасности, защищая молодняки от пожаров. Таким образом культуры ели нельзя рассматривать в отдельности, так как только с примесью березы данный культурофитоценоз является полноценным насаждением.

4.3 Рост культур сосны и  ели в высоту

Успешность роста деревьев в высоту являются лучшим известным в настоящее время критерием оценки многих факторов, воздействующих на рост леса.

Из факторов внешней среды наибольшее влияние на рост ели в высоту оказывают условия местопроизрастания.

Кульминация прироста по высоте в ельниках на осушенных болотах  наблюдаются в 1988, 1992 гг. и  1996 гг. Однако очень трудно определить с какого года наступает максимальный прирост,  так как наблюдаются большие изменения годичных приростов по высоте в отдельные календарные годы.

Рисунок 4.2. Прирост вершинного побега культур ели по календарным      годам

Проведённые нами исследования варьирования годичного прироста по высоте в еловых культурах  показали, что данное явление неравномерности прироста по высоте в отдельные календарные годы связано не только с возрастом, но и с воздействием климатических  и биологических факторов.

Так, например, снижение прироста на П.П.№45/1 можно объяснить тем, что культуры ели достигнув определенной высоты, начинают подвергаться негативному  влиянию березы, которое выражается в охлестывании. На ПП№46/2 мы также наблюдаем, снижение прироста по высоте в последний год, а значит, в ближайшие годы этот участок тоже будет испытывать негативное влияние березы.

В абсолютных величинах средний прирост ели в культурах (П.П.45/1) составляет 14,0 см, а на пробе 46/2 – 19,8 см. Максимальный годичный прирост составляет соответственно 25,0 и 52,0 см.

Средний же прирост культур сосны в первом варианте составляет – 34,07 см, а во втором варианте – 34,40 см. Максимальный годичный прирост в культурах сосны составляет 54,0 и 49,0 см. соответственно.

4.4 Сравнение роста сосновых и еловых молодняков естественного и искусственного происхождения

Почти все исследователи, изучавшие этот вопрос, в южных и центральных районах страны, пришли к выводу, что в молодом возрасте культуры сосны значительно превосходят по росту и продуктивности естественные сосняки. Для сравнения ход роста естественных молодняков взят по данным Л.Ф. Ипатова, 1974. Эскизы таблиц хода роста молодняков сосны и ели искусственного естественного происхождения представлены в таблицах 4.8 и 4.9 соответственно.

Таблица   4.8   Сопоставление   средней   высоты   посадок   сосны   и молодняков естественного происхождения Европейского Севера, м.

Рисунок 4.3 Сравнение хода роста сосняков искусственного и естественного происхождения

Анализируя данные, представленные в таблице 4.6 можно сделать вывод о том, что культуры, созданные по обоим вариантам, на протяжении всего периода роста по высоте опережают естественные молодняки. В тоже время, очевидно, что молодняки в сосняке брусничном постепенно догоняют в росте наши культуры. Если разница в 5-летнем возрасте составила 1,35 м (76%) (для первого варианта), то в 27-летнем возрасте сосняк брусничный перегоняет в росте культура сосны созданные по первому варианту на 10 см.. Наглядно сравнение высоты исследуемых культур и естественных молодняков показано на рисунке 4.3.

Средний диаметр исследуемых культур сосны, созданных по первому варианту, больше среднего диаметра естественных молодняков в сосняке брусничном на 3,6 см (11,6 и 8 см соответственно).

На более быстрый рост культур в начальный период оказывает влияние подготовка почвы, улучшающая, как известно, ее водно-физические свойства. В возрасте около 30 лет наблюдается выравнивание роста молодняков естественного и искусственного происхождения.

Таблица   4.9   Сопоставление   средней   высоты   посадок   ели   и молодняков естественного происхождения Европейского Севера, м.

Анализируя таблицу 4.9 можно сделать вывод о том, что культуры ели, лишь только до 10-летнего возраста по высоте опережают естественные молодняки. В тоже время, очевидно, что молодняки в ельнике черничном постепенно догоняют в росте наши культуры, что наглядно приведено на рисунке 4.4.  Лишь только культуры созданные по второму варианту опережают рост насаждений ельника черничного на момент исследований на 0,6 м. Средний диаметр исследуемых культур ели, созданных по первому варианту и второму варианту равняется 4,7 и 5,1 см соответственно, что больше среднего диаметра естественных молодняков в ельнике черничном (4,3 см.) на 0,4 и 0,8 см. соответственно.

 Рисунок 4.4 Сравнение хода роста ельников искусственного и естественного происхождения

На более быстрый рост культур в начальный период оказывает влияние подготовка почвы, улучшающая, как известно, ее водно-физические свойства. В возрасте около 30 лет наблюдается выравнивание роста молодняков естественного и искусственного происхождения, лишь только культуры на П.П.№46/2 опережают в росте естественные молодняки.

4.5     Лесоводственная оценка культур, расположенных на различном расстояния от осушителя.

Для изучения влияния осушительной сети на посадки сосны были заложены две пробные площади размером 0,14 га каждая на различном расстоянии от осушителей. Расстояние между осушителями на исследуемом участке равняется 140 метров. Пробная площадь 37/2 была заложена на расстоянии 10 м от осушителя. Вторая пробная площадь 38/3 - на расстоянии 70 м от двух соседних осушителей (посередине).

Как показывают проведенные исследования (таблица 4.10), с удалением от осушителя уменьшается средний диаметр, полнота и запас культур. На всех двух пробных площадях культуры сосны относятся к третьему классу бонитета

         В культурах ели расстояние между осушителями равнялось 20 метров на П.П.№45/1 и 15 метров на П.П.№46/2, и поэтому мы определили диаметры в каждом ряду, так как пробные площади заложены между осушителями. Значения диаметра в зависимости от расстояния до осушителя приведены в таблице 4.10

Таблица 4.10  Средние значения диаметра культур ели в зависимости от расстояния до осушителя.

Анализируя таблицу 4.10 можно сказать что, средний диаметр максимальный в рядах, которые находятся рядом с собирателем, так как именно в этом месте наиболее благоприятный световой, почвенный и тепловой режим для растения в связи с тем, что норма осушения на около собирателей наилучшая. Именно норма осушения, обеспечивает корни растений кислородом и связи с эти достигается максимальный (наивысший) лесоводственной эффект.

         Также осветим еще один показатель оценки лесных культур – это количество деревьев в ступенях толщины, так именно этот показатель информирует нас об успешности культур.

Распределение количества деревьев по ступеням толщины в культурах сосны показано на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5     Распределение деревьев по ступеням толщины в культурах сосны.

Как видно из графика, наибольшее количество деревьев имеют диаметр от 10 до 14 см. Происходит накопление деревьев в тонкомерных ступенях толщины.

Распределение количества деревьев в культурах ели по ступеням толщины показано на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6    Распределение деревьев по ступеням толщины в культурах ели.

Еще Огиевский писал, что для всех типов лесорастительных условий рекомендуется создавать культуры смешанные с лиственными породами, так как участие березы в формировании состава фитоценоза оказывает положительное влияние на плодородие почвы. Однако увеличение примеси лиственных пород усиливает процесс дифференциации главное породы в культурах. И анализируя, графики мы наблюдаем, накопление деревьев сосны и ели в тонкомерных ступенях толщины (рисунки 4.5; 4.6). Кривая распределения деревьев по толщине имеет явно выраженную положительную ассиметрию.  Положительная ассиметрия в распределении деревьев по толщине указывает на необходимость проведения мероприятий, которые сняли бы  угнетающее влияние лиственных пород на рост и развитие культур сосны и ели на осушенном болоте. Таким образом, мы видим, что для успешного роста и развития культур сосны и ели нам необходимо провести рубки ухода.

4.6 Таксационная характеристика участков культур сосны и ели.

Полная таксационная характеристика и статистические показатели исследуемых культур сосны и ели на осушенных болотах приведены в таблице 4.11

Таблица 4.11 Таксационная характеристика посадок сосны и ели на осушенном болоте.

Продолжение таблицы 4.11

Анализируя таблицу 4.11 можно наблюдать, что на момент исследования число стволов ели превосходит число стволов сосны в два раза и сухой древесины также намного меньше. Это все можно объяснить тем, что культуры ели намного меньше подвержены различным заболеваниям в молодом возрасте, тогда как на пробных  площадях сосны небольшая часть культур была повреждена смолевщиком и раком-серянкой на П.П№37/2 – 14 шт. было повреждено, а на П.П№38/3 – 7 шт. в переводе на 1 га – 100 и 50 шт./га, соответственно.

ВЫВОДЫ И  ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На основании проведенных исследований и изучения специальной литературы можно сделать вывод, что на осушенных  болотах можно создавать высокопродуктивные лесные культуры. По производительности они превосходят естественные насаждения.

Перспективными древесными породами для облесения осушенных пород являются не только сосна, но и ель. Культуры ели лучше создавать чистыми, так как за счет естественного возобновления березы они превращаются в смешанные насаждения, именно поэтому повышается их устойчивость к различного рода неблагоприятным факторам. Сосну целесообразнее смешивать в рядах с елью  в соотношении 1:1. Этот прием обеспечивает формирование полноценных древостоев даже при интенсивном объедании лосями и различного рода заболеваниях

         Обработке почвы также должно уделяться большое внимание. Почва должна быть подготовлена микроповышениям, наиболее рационально их создавать путем напашки валов (пластов) двухотвальными лесными плугами типа ПКЛ-70 или ПКЛН-500.

Единственным способом создания лесных культур на осушенном болоте следует считать весеннюю посадку стандартными сеянцами.

Также при создании культур на осушенных болотах необходимостью является такой уход как заделка посадочных щелей. А при создании культур сосны необходимо проводить уходы по борьбе с сорной растительность, которая заглушает посадки сосны. В то время травяной ярус при небольшой его сомкнутости оказывает положительное влияние на культуры ели, защищая их от повреждений от заморозков и выжимания.

При создании лесных культур на осушаемых болотах большое значение имеет размещение посадочных мест. Лучше растут культуры, у которых индекс равномерности стремится к единице. Культуры, созданные более тесно имеют худшие показатели по росту и продуктивности.

Лучшим ростом и продуктивностью отличаются культуры, расположенные в непосредственной близости от осушителя. С увеличением расстояния от осушителя рост и продуктивность культур снижаются.

При создании лесных культур необходимо строго соблюдать технологические и экологические требования  и обеспечивать высокое качество работ. А также главное учитывать биологические особенности породы и потенциал участка таким образом, чтобы в будущем получилось качественное, высокопродуктивное, искусственное насаждение.