9. Вплив рубок догляду на продуктивність і якість деревостанів

 

Кафедра лісівництва і мисливствознавства Національного аграр­ного університету активно працює над пошуком шляхів підвищення продуктивності лісів центрального Полісся та правобережного Лісо­степу України лісівничими методами. Потрібно наголосити, що лісів­ницькі дослідження потребують довготривалого проведення, щоб отри­мати надійні результати. Оскільки процес лісовирощування головним чином здійснюється шляхом проведення рубок догляду, то основна увага і була приділена вивченню режимів, при яких формується необ­хідна просторово-параметрична структура деревостанів у сосняках, нових способів рубок догляду за молодняками. З цією метою були закладені постійні пробні площі у штучно створених сосняках, на яких дослідження ведеться уже понад 30 років. У Лісостепу всебічно вив­чалася лісівницька роль граба та способи формування складних за будовою деревостанів, а у 80-90-ті роки у цьому регіоні вивчався вплив липи на продуктивність лісів.

 

9.1 Врахування типів росту деревних порід при лісовирощуванні

 

Ріст деревних рослин залежить від дії багатьох екологічних факторів, які регулюють здатність до росту, що зафіксовано в генетичній схемі рослин. На ріст впливає температура повітря, освітленість, забезпечення водою та елементами живлення, іншими факторами.

Найбільш чітко і наглядно оцінюється ріст у висоту, бо його досить просто виміряти. У аборигенних деревних порід проявляється чітко виражений ритм росту стовбурів у висоту з вираженою здатністю до реакції на світло, тепло та деякі інші фактори середовища. Величина приросту залежить від погодних умов.

Дендрофізіологи спрощено зводять річний приріст у висоту до двох типів — дубового та тополевого. Представники першого типу — дуб, бук, сосна, ялина, модрина - розпочинають приріст у висоту рано при сприятливих для них зовнішніх умовах. Для них характерний літній спокій, після якого приріст може поновитися. Наприклад, дуб північний може дати найбільший приріст у період розпускання листя. Тому приріст у нього залежить від умов асиміляції минулого року, внаслідок чого були утворені необхідні запаси поживних речовин.

Тополевий тип притаманний таким породам як тополі, берези, акація біла, модрина та ін. Приріст у висоту у даних порід залежить переважно від світлових і температурних періодів, умов погоди поточного року. В той же час відіграють помітну роль і відкладені резервні речовини, особливо в момент утворення асиміляційного апарата.

Тривалість росту у висоту у першого та другого типів значно відрізняється. Особливо сильний вплив на тривалість росту може мати коливання протягом року у порід тополевого типу, які обумовлюються впливом температури та опадів. Добре зволожений фунт і тепла погода продовжують вегетаційний період прямим впливом на ріст стовбура.

На ріст деревних рослин впливає водний режим фунту. У посушливі літні періоди, які продовжуються кілька тижнів, спостерігається зни­ження або припинення приросту у висоту. Особливо шкідливий вплив на ріст дерев наносять посушливі роки, що ідуть один за одним. Посуха призводить до передчасного старіння асиміляційного апарата, опа­дання листя (як, наприклад, у 1975 р. у бука в Голосіївському лісі, у 2002 р. у кінського каштана на вулицях Києва).

Надлишок води також може негативно впливати на ріст. При надмірному зволоженні ґрунту витісняються ґрунтові гази та настає нестача кисню і надмірна кількість СО₂. Це призводить до зниження поглинання мінеральних речовин коренями, порушується нормальний обмін речовин, припиняється ріст.

Достатнє живлення азотом також сприяє продовженню періоду росту стовбура. І, навпаки, фактори, які призводять до передчасного старіння асиміляційного апарата (посуха, недостача мінеральних речовин, надто висока температура і т.п.), скорочують вегетаційний період. Старі за віком дерева припиняють свій ріст раніше молодих.

Кількість листя чи хвої у значній мірі визначають ріст, але останній — не є простою функцією листяної маси. У насадженнях дерева можуть затінювати одне одного. В цьому випадку утворюються тіньові листки та хвоя, які більш пристосовані до затінення і тому асимілюють економніше.

Фото- і термоперіодичність протягом року в помірних широтах викликають у деревних рослин певну ритміку гормональних процесів у камбії і утворення в період вегетації різних елементів деревини. З'являються річні кільця, які видно неозброєним оком. Ріст стовбура у товщину у наших листяних дерев починається з перших чисел травня і продовжується до кінця серпня. У хвойних порід — з середини травня і до середини вересня. Початок і кінець росту в товщину можуть у значній мірі зміщуватися під дією погоднихумов. Максимальні прирости у товщину у дерев сосни звичайної спостерігаються в червні, в ялини європейської, бука — на початку липня, а у дуба — в кінці липня. Ріст у висоту у всіх деревних порід починається раніше, ніж у товщину.

Взаємини між ростом дерев і умовами зовнішнього середовища носять комплексний характер Тільки в особливих випадках, коли сильно діє який-небудь несприятливий фактор, можлива пряма залежність між ним і ростом у товщину.

Співвідношення ранньої та пізньої деревини у річному кільці залежить від умов погоди. Так, загальна ширина річного кільця в ялини у Фінляндії визначається часткою ранньої деревини, яка залежить від температури в червні, у сосни — навпаки, ширина кільця визначається пізньою деревиною, частка якої залежить від тривалості вегетаційного періоду та липневої температури.

Повільний ріст дуба впливає на підвищення якості деревини при виробництві фанери. Швидкий ріст дуба та ясена приводить до збіль­шення пізньої деревини, поліпшення її еластичності.

9.2 Оптимізація вирощування соснових насаджень у свіжих суборах центрального Полісся України

 

Свіжі субори переважають серед лісорослинних умов українського Полісся, тому головна увага при пошуках раціональних методів виро­щування основних насаджень звертається саме на цей тип лісорос­линних умов.

Починаючи з повоєнних років, лісовирощування на Поліссі пройшло ряд фаз стосовно створення лісових культур на суцільних вирубках. При відсутності механізмів, які б дозволяли механізувати підготовку фунту, садіння культур та догляд за ними, роботу виконували на кінній та воловій тязі, садіння — вручну. При низькій агротехніці створення лісових культур їх схеми передбачали густе розміщення посадкових місць (10-13 тис. на 1 га). За рахунок ретельного ручного догляду молодняки формувалися добре, і з них, завдяки своєчасним рубкам догляду, виростали високопродуктивні насадження. Все це було можливим за наявності дешевої робочої сили.

Накопичений досвід лісовирощування у повоєнні роки узагальнений у ряді публікацій, наприклад, М.М.Горшеніна (1957), Г.Т. Гревцової, Г.В.Дубініна, Б.Й.Логгінова (1968), В. Є. Свириденка, В. В. Бабенка, О. Г. Бабіча (1981), П. Г. Вакулюка, В. І. Самоплавського (1998) та ін.

Уже в 60-ті роки XX ст. у лісовому господарстві багатьох країн світу, у тому числі і в Україні, з'явився дефіцит робочих рук, люди неохоче бралися за важку роботу при низькому рівні оплати. Виникла проблема рубок догляду, яку намагалися вирішити різними шляхами: застосу­ванням нових способів догляду, механізацією виробничих операцій і т.п.

Для вивчення лісівницького впливу різних способів догляду (селективного, лінійного — різних варіантів) та режимів (вирощування при підтримці різної повноти деревостану) з кінця 60-х рр. В. Є. Свириденком були закладені постійні пробні площі, на яких і велися рубки, таксація деревостанів і вивчався біокругообіг поживних речовин, тобто проводився моніторинг результатів експерименту протягом 30-35 років. Це дозволило прийти до обґрунтованих висновків щодо оптимальних способів вирощування сосняків для свіжих суборів центрального Полісся України.

Такі дослідження проводилися у чистому сосняку, створеному по суцільно розкорчованій площі з наступним садінням сіянців сосни механізованим шляхом, механізованим доглядом у міжряддях культур до їх змикання (кв.27 Дзвінківського лісництва, Боярської ЛДС) та в сосново-дубовому насадженні, створеному за такою ж технологією (кв.13 того ж лісництва). Розміщення посадкових місць в обох випадках було 1,5x0,7 м, ряди дуба відокремлювалися від рядів сосни рядами липи. Таким чином, у кв. 13 схема культур була 7_рСЗІ_рЛп І_рД_зІ_рЛп.

У чистому сосняку освітлень не проводили, а у мішаному на 7 році існування липа була посаджена на пень, оскільки вона заглушувала дуб.

У 11-річному віці у чистому сосняку закладена постійна пробна площа із 6 секцій, з яких одна — контрольна, три — із селективним зрідженням деревостану до повнот 0,9; 0,8 і 0,7, дві секції — з лінійним доглядом у віці прочистки. Лінійну рубку проведено двома варіантами: перший — вирубуванням у віці 12 років кожного другого ряду дерев; другий — вирубуванням кожного четвертого ряду у 12 років і середніх рядів трирядних куліс — у 15 років.

У сосново-дубовому насадженні семирядні куліси також пройдені двома варіантами лінійної рубки, а на двох секціях селективними рубками підтримувалася повнота 0,9 і 0,8.

Вивчення лісівницького впливу лінійних рубок показало, що кращим є другий варіант, коли догляд починають з вирубування кожного четвертого ряду дерев, а через три роки — середніх рядів у трирядних кулісах. Перший варіант викликає поселення під пологом соснового молодняка злакової рослинності, що небажано. Дослідження показали, що лінійні рубки викликають такий же лісівницький ефект, як і селективна рубка з підтриманням повноти на рівні 0,8. Про це свідчили результати таксації деревостанів у 20- та 30-річному віці.

Селективні рубки у віці проріджувань показали, що слабкі зрідження (підтримка на рівні 0,9) не збавляють деревостан від появи сухостою, а найкращі результати під кінець терміну проріджувань має секція з підтриманням повноти на рівні 0,7-0,8 і секції з лінійним доглядом. Лінійні рубки не тільки справили однаковий лісівницький вплив на деревостан, але і забезпечили у віці 38 років значно більший наявний запас деревини порівняно з селективним доглядом: 480 м³*га^-1 проти 468-470 м³*га^-1. А головне — на секціях з лінійним доглядом більша частка товщих дерев.

Дослідження біокругообігу елементів живлення на секціях даної пробної площі показало, що завдяки кращому росту крон, формуванню просторово-параметричної структури деревостану лінійним способом забезпечується більша кількість річного опаду порівняно з селективним доглядом у режимі підтримання повноти на рівні 0,7-0,8. У той же час запаси підстилки при лінійному догляді виявилися рівними трирічній кількості опаду, що майже вдвічі менше, ніж у насадженні з селективним доглядом. Тобто, органічні рештки розкладаються швидше після формування деревостану лінійною рубкою.

Така ж картина зафіксована і при вивченні кругообігу азоту, фосфору, калію і кальцію. При цьому особливо зросла інтенсивність кругообігу азоту.

У віці 35 років у чистому сосняку почали з'являтися листяні породи — горобина, дуб, ліщина та інші, які до 40-річного віку утворили помітний ярус із листяних порід. Це свідчить про те, що у чистому сосняку утворилися відповідні екологічні умови для поселення листяних порід, які займають свою екологічну нішу, і підтверджує думку, що в умовах свіжого субору вводити в культуру листяні породи одночасно з садінням сосни недоцільно.

Як показали дослідження у кв. 56 Дзвінківського лісництва, де зростає сосново-дубове насадження, яке створене в одному році з насадженням у кв. 27, 69, дуб, що вводився одним рядом у культури, практично випав. Продуктивність деревостану менша за продуктивність чистого сосняку настільки, скільки складає частка зайнятої площі дубом від загальної площі насадження.

Отже, в умовах свіжого субору, де сосна росте за Іа-Іб бонітетами, суцільні вирубки доцільно поновлювати садінням чистих соснових культур. Листяні породи з'являться, коли для них створяться відповідні екологічні умови, а без корчування пнів — раніше.

9.3 Вплив режимів вирощування соснових насаджень у свіжих суборах на сортиментну структуру деревостанів

 

Вплив різних режимів та способів рубок догляду на сортиментну структуру деревостану найбільш показово можна прослідкувати на прохідних рубках, коли дерева у насадженні дійсно можуть дати при їх зрубуванні і пиловник, і круглій ліс певних розмірів. Однак, якщо порівняти середні діаметри, об'єм середнього дерева у віці 38 років на стаціонарі у кв.27 Дзвінківського лісництва, то вони наступні. Середній діаметр при селективному догляді, що підтримував повноту 0,7 і 0,8 дорівнює 20,1 і 20,0 см відповідно, а при лінійному догляді — 21,2 см. Об'єм середнього дерева — 0,347, 0,328 і 0,380 м³ відповідно. Як бачимо, дещо кращі показники відмічені на ділянці з лінійним доглядом у віці прочистки.

Для виявлення впливу різного режиму вирощування на сортимент­ну структуру у віці прохідної рубки В. Є. Свириденком у 1970 р. була за­кладена постійна пробна площа у чистому сосняку, що зростає у кв. 106 Дзвінківського лісництва. Пробна площа має чотири секції по 0,25 га, з яких одна — контрольна, де рубка догляду не проводилася, а три — дослідні, на яких проведена прохідна рубка зі ступенем зрідження деревостану 18,2; 24,4 і 29,4%. На контрольній секції періодично виру­бувався сухостій.

Таксація деревостанів через 10 років після рубки (у віці 52 роки) показала найвищий приріст величини суми поперечних перерізів на секціях зі ступенем зрідження 29,4 і 24,4%, який становив 37,3 і 37,0% відповідно. На контрольні секції він становив 9,5%, а на секції зі зрідженням — 18,2-28,5% Однак за 10 років вирубаний запас при зрідженні 29,4% ще не відновився. На секції з помірним ступенем зрідження з'являвся сухостій. Це свідчить, що у сосняках, які ростуть за І класом бонітету, помірне зрідження при прохідній рубці недостатнє.

У наступні 15 років загальний напрямок процесів, що намітилися після прохідної рубки, зберігся, але вони стали проявлятися більш виразно, ніж у перші 10 років після рубки. Так, на контрольній секції посилився відпад, що склав за 15 років 51,7% за кількістю дерев і 32,2% за сумою площ поперечних перерізів. Відпали усі дерева, що входили до ступеня 12 і 21% дерев із ступеня 16. Абсолютна повнота на цій секції виявилася найменшою. Відпад дерев був і на дослідних секціях, але він становив при найсильнішому зрідженні усього 19,9%, а при помірному — 34-28%.

Свідоме видалення послаблених у рості дерев при прохідній рубці формує раціональну просторово-параметричну структуру деревостану, у якій зменшується природний відпад і в той же час — залишається більша кількість дерев на одиниці площі насадження. Довготривалі дослідження показали, що збільшення площі живлення при природному відпаді у віці прохідної рубки не призводять до поліпшення росту дерев, які зали­шалися на корені. Очевидно, у цих дерев відбулися незворотні зміни у будові кореневих систем, які не дозволяють активізувати приріст.

Результати таксації деревостанів на досліджених секціях показали, що найбільший приріст стовбурного запасу виявився на секції зі зрідженням 29,4%. Він становив 140 м³-а-¹ або 43%. На цій секції найвищий і запас стовбурної деревини — 464 м³*га^-1, що на 18% більше запасу на контрольній. При ступені зрідження 24,4% запас був 448 м³*га^-1, а при зрідженні 18,2%-432 м³*га^-1.

Потрібно відмітити, що за рахунок природного відпаду протягом 25 років дещо зрівнялися розміри дерев. Середні діаметри деревостанів на дослідних секціях відповідно до ступенів зрідження у 18,2; 24,4 і 29,4% були рівними 26,1; 26,3 і 27,6 см. На контролі — 26,1 см. Чим більші за розміром дерева — тим кращі сортименти отримують при їх рубці.

Проведені у кв.106 дослідні рубки показали вже у перші 10 років спостережень, що найбільший вихід грубих сортиментів, якби довелося зрубати деревостан у 50 років, отримали б на секції з найвищим ступенем зрідження — 42,6% від обсягу ділової деревини. Але такий ступінь зрідження (29,4%) не забезпечив відновлення вирубаного запасу протягом 10 років, тому для сосняків, що ростуть за І бонітетом, такий високий ступень зрідження краще не застосовувати.

Загальний висновок із наведених даних 25-річних досліджень зводиться до застосування такої прохідної рубки у сосняках І бонітету, при якій повнота буде знижуватися до 0,7, що і дасть активізацію радіального приросту.



9.4 Вплив рубок догляду на якість деревостанів у дібровах Лісостепу України

 

Якість деревостанів у дібровах залежить, перш за все, від сформо­ваного складу деревних порід, від просторово-параметричної структури, яка дозволяє виростити більш грубі стовбури дерев головних порід. Уже при других проріджуваннях формується другий ярус, який виконує як ґрунтозахисну роль, затінюючи поверхню ґрунту, так і роль підгону, який формує стрункі, добре очищені від сучків стовбури. Все це дозволяє підвищити якість деревостанів, поліпшивши їх сортиментну структуру.

Вивченню впливу рубок догляду на сортиментну структуру у дібровах проф. П. П. Ізюмський присвятив більше 30 років. На численних об'єктах досліджень було виявлено, що рубки догляду суттєво змінюють сортиментну структуру деревостанів, підвищуючи не тільки вихід ділової деревини, але і збільшують частку грубої деревини. Автором виявлено, що загальний вихід ділової деревини збільшується зі збільшенням віку насаджень. Збільшення частки ділової деревини супроводиться поліпшенням її сортиментного складу. Для зрубаних при догляді дерев у дубових лісостанах вихід ділових сортиментів у віці до ЗО років становив у середньому 45%, а у 60 і більше — 67%. Подібні дані отримані І. Д. Юркевичем і К. Б. Лосицьким в умовах Білорусі.

Але сортиментна структура отриманої при рубках догляду дере­вини — не головне. Більш важливий вплив рубок догляду на ту частину деревостану, яка залишається у насадженні до головної рубки.

9.5 Вплив рубок догляду на сортиментну структуру деревостанів

 

Застосовуючи рубки догляду протягом тривалого часу життя лісового насадження, лісовод ставить за мету виростити лісостан, який у найбільшій мірі відповідав би даним лісорослинним умовам і забезпечив максимальну продуктивність деревини не взагалі, а найбільшу продуктивність провідного сортименту. Саме на отримання максимальної кількості деревини провідного сортименту і ведеться господарство. У більшості випадків орієнтиром у веденні господарства є пиловник, а для його отримання потрібно вирощування дерев з більшим діаметром, які дають деревину крупномірних сортиментів.

Дослідження багатьох авторів, наприклад І. Д. Юркевича та К. Б. Лосицького в умовах Білорусії, П. П. Ізюмського в лісах України, показали, що рубки догляду суттєво впливають на збільшення частки ділової деревини, а також частки більш грубих сортиментів. Так, для умов Білорусі ділова деревина, яка отримана при рубках догляду, складала від 72 до 92%, а в Україні — 79-94% (для насаджень ЗО років і старших). Але головна мета рубок догляду полягає в тому, щоб збільшити частку провідних сортиментів при головній рубці. Про це свідчать дані, отри­мані на стаціонарних об'єктах Дзвінківського лісництва Боярської ЛДС, де проводилися прохідні рубки і наслідки яких вивчалися протягом 25 років (В.Є.Свириденко, Л. С. Киричок, В. В. Бабенко, 1999).

Прохідна рубка була проведена на 41 році життя лісостану. За 25 років спостережень встановлено, що на контрольній секції за цей час запас стовбурної деревини зріс майже на 29%, але відпад перевищив приріст запасу удвічі. І хоча площа живлення одного дерева значно зросла, це не викликало потрібної активізації приросту. Можливо при відсутності догляду відбуваються певні незворотні негативні зміни у розвитку кореневих систем, що і призвело до загального зниження продуктивності. Помірна прохідна рубка (18%) також помітно не впли­нула на приріст запасу — всього на 10% більше, ніж на контролі. Найбільший приріст стовбурового запасу був відмічений на ділянці зі ступенем зрідження 29,4%: він був на 44% більшим, ніж на контролі. Крім того, на цій ділянці дерева були більших розмірів, а, значить, і сортиментна структура при головній рубці буде набагато кращою. Досить порівняти середні діаметри деревостану — при сильному ступені зрідження у 65 років він становить 27,6 см, тоді як при помірних ступенях — 16-17 см. Середній діаметр на контролі майже зрівнявся з діаметром при сильному ступені зрідження, але це сталося за рахунок масового всихання дерев. Дослідженнями також встановлено, що в умовах свіжого субору для штучно створених сосняків у віці прохідної рубки повнота 0,9 є межею, за якою починається природний відпад. Зниження повноти рубкою догляду до рівня 0,74 не припиняє процесу природного відпаду. Тобто, при проведенні прохідних рубок у високопродуктивних сосняках потрібно повноту знижувати до 0,7 як мінімум.

Питання впливу рубок догляду на загальну деревну продуктивність, не дивлячись на довготривале вивчення, до цього часу залишається дискусійним. Наші дані збігаються з даними О. М. Кожевникова, отрима­ними у сосняках Білорусі. Вони свідчать, що рубки догляду у сосняках підвищують загальну біологічну продуктивність у межах 5%, а при певних режимах вирощування й удвічі більше. Подальше вивчення цього питання потребує довготривалих досліджень на численних стаціонар­них об'єктах у різних лісорослинних зонах.

Незалежно від того, підвищують рубки догляду загальну продук­тивність деревостанів чи ні, вони позитивно впливають на якість дере­вини, якість деревостанів, поліпшуючи їх сортиментну структуру.

При проведенні будь-якого виду рубок догляду потрібно пам'ятати про підтримання зімкнутості крон, яка забезпечує індекс листяної поверхні на рівні 4 з можливим його зниженням для світловибагливих та збільшенням — для тіньовитривалих аборигенних деревних порід. Це і буде забезпечувати оптимальний хід фотосинтезу та інших фізіоло­гічних процесів. Орієнтиром на дотримання вказаної величини індексу може бути частка стовбура дерев, яку займає крона. Таким чином і буде забезпечуватися можлива для даних умов продуктивність утворення органічних речовин.