Функциональная устойчивость лесов. Лабораторный практикум

Лабораторная работа 12

Оценка возобновительных процессов и поиск возможностей их улучшения на участках категорий,

вносящих наибольший (наименьший) вклад в общую продуктивность полезностей территории части лесничества

(2 часа)

Цель работы: произвести оценку возобновительных процессов в насаждениях разных категорий, вносящих наибольший (наименьший) вклад в общую продуктивность полезностей на территории части лесничества.

Задачи:

1)найти площадь участков каждой категории с наличием под-

роста;

2)объяснить причины отсутствия подроста на оставшейся пло-

щади;

3)дать среднюю характеристику имеющегося в насаждениях подроста по категориям участков;

4)с учетом характеристики подроста, имеющегося в насаждениях, и выявленных причин его отсутствия в части насаждений предпринять поиск возможностей повышения эффективности процессов как естественного, так и искусственного лесовозобновления.

Обеспечивающие средства: материалы лесоустройства, таксационные описания (100–120 выделов), выкопировка с планшета или плана лесонасаждений, общая часть по выбранному студентом лесничеству.

Краткие теоретические сведения

Возобновление леса – это процесс восстановления основного компонента леса – древостоя. Возобновление леса можно рассматривать как возобновление лесного сообщества в качестве лесного биогеоценоза.

Возобновление леса может быть естественным и искусственным. Естественное возобновление леса – процесс образования нового

поколения леса естественным путем.

Семенное возобновление – это возобновление леса, при котором молодое поколение леса образуется из семян. Это многостадийный процесс, включающий следующие биологические этапы: образо-

51

вание пыльцы и процесс оплодотворения; формирование шишки, плода, созревание семян, опадение (разлет) семян и плодов, обсеменение территории, прорастание семян – формирование проростков, появление и развитие всходов, формирование самосева и подроста.

Семенное возобновление определяется количеством и качеством семян, условиями их прорастания, укоренением всходов. Плодоношение древесных пород неравномерно по годам; зависит от погодных условий. Обильность плодоношения в значительной степени зависит от географических условий, а следовательно, от климатических условий и условий произрастания насаждений.

При вегетативном возобновлении леса новое растение является частью материнского, впоследствии отделяемом от него. Вегетативное возобновление возможно в четырех вариантах: порослью от пня, корневыми отпрысками, отводками и черенками.

Возобновление пневой порослью (за счет развития молодых побегов из спящих и придаточных почек) характерно почти для всех лиственных пород. Обилие поросли зависит от возраста срубленного дерева и условий его существования. Известна зависимость: деревья низших классов роста по Крафту (III–IV) лиственного древостоя, а также древостоев низших классов бонитета обладают высокой порослевой способностью. От свежего пня начинает развиваться от 10 до 60 порослевых побегов. Поросль, образующаяся на стволе растущего дерева (дуб, кедр) из спящих почек, называется водяными побегами (волчками), представляющими вторичную крону дерева. Образование поросли происходит за счет питательных веществ материнского дерева и его корневой системы. Состояние поросли зависит от сезона рубки и состояния пня.

Возобновление корневыми отпрысками присуще осине, тополю, акации белой и др. в результате срубки дерева или поранения его корневой системы. Они появляются от поверхностных корней средней толщины 0,5–3,0 см.

К размножению отводками и черенками в природе приспособлены породы с низко опущенными ветвями (ель, пихта, липа, дуб и др.).

Способность давать отводки широко используется в садоводстве.

Чистые и смешанные древостои. Образование чистых и смешанных древостоев и их размещение по территории зависит от географических условий, биологических и экологических особенностей пород, факторов внешней среды и антропогенной деятельности.

52

При благоприятном сочетании условий местопроизрастания образуются смешанные древостои, при противоположном – чистые.

Втаежных лесах количество произрастающих древесных пород ограничено, смешанные древостои состоят из 2–3, реже – более пород.

Внеблагоприятных условиях (болотные почвы, пески и др.) растут преимущественно чистые сосняки. Основная причина образования и существования природного устойчивого чистого древостоя заключается в его соответствии условиям произрастания, неприемлемых для других древесных пород.

Большинство достоинств чистых древостоев носят экономический характер: возможность специализации сырья; равномерность очищения стволов от сучьев, что улучшает качество древесины; простота эксплуатации (проведение обычно сплошных рубок) и др.

Недостатки чистых древостоев: ухудшение почвы (образование грубого гумуса, ее истощение и т. д.); неустойчивость к внешним неблагоприятным воздействиям; вероятность снижения спроса на древесину данной породы. Степень проявления указанных достоинств и недостатков зависит от эколого-географических и экономических условий, древесной породы, действующих внешних факторов, лесохозяйственных мероприятий и т. д.

Достоинства смешанных насаждений: более полное использование занимаемого пространства; улучшение почвы; устойчивость к неблагоприятным внешним воздействиям; дают больший ассортимент лесоматериалов и др. Их недостатки: опасность заглушения и выпадения из состава хозяйственно ценных пород; опасность заболеваний, охлестывания; усложнение эксплуатации и др.

Образование простых (одноярусных) и сложных (многоярусных) древостоев определяется также биологией и экологией древесных пород, условиями произрастания, связано с деятельностью человека. Преимущества и недостатки простых и сложных насаждений во многом аналогичны чистым и смешанным насаждениям.

Лес, как и в целом растительный покров Земли, находится в непрерывном развитии: меняются состав пород и условия местопроизрастания. Одна из причин смены пород – это внутренние противоречия, возникающие между растениями и средой. Факторы, обусловливающие смену состава лесов: изменение лесорастительных условий (климатических, почвенных, гидрологических); природные особенности древесной породы; антропогенные факторы; влияние лесной фауны.

53

Смены состава лесов под влиянием климата могут протекать медленно (многовековые смены) и довольно быстро (при резком периодическом изменении отдельных его элементов).

Смена пород, обусловленная внутренней обстановкой леса (под пологом древостоя поселяется сменяющая порода), называется (по В. Н. Сукачеву) эндодинамической; если этот процесс происходит под действием внешних факторов – экзодинамической сменой пород. Чаще всего и быстрее смена пород происходит в результате хозяйственной деятельности человека (рубок главного пользования, особенно сплошнолесосечных), а также в результате пирогенного фактора. В различных физико-географических районах происходят различные виды смен состава лесов: в таежной зоне сосна и ель сменяются березой и осиной, лиственница и кедр – березой и осиной, а также елью, пихтой и др. Смена состава лесов оценивается положительно, если малоценная порода сменяется хозяйственно ценной породой, и отрицательно – в противном случае. Существуют способы регулирования процессов смены пород (содействие естественному возобновлению хозяйственно ценных пород, проведение рубок ухода, правильный выбор способа рубок и технологии их проведения и др.).

Методические указания

Возобновление леса характеризуется процессом естественного восстановления насаждения в целом и древостоя в частности. Образование нового древостоя влечет за собой появление лесной среды и прочих элементов леса (растительных и животных), типичных для него подлеска, живого напочвенного покрова в совокупности мхов, лишайников, лесных травянистых растений или мертвого покрова.

Естественное восстановление лесов (далее – естественное лесовосстановление) осуществляется за счет мер содействия лесовосстановлению: путем сохранения подроста лесных древесных пород при проведении рубок лесных насаждений, минерализации почвы, огораживании и т. п. (далее – содействие естественному лесовосстановлению).

У естественного лесовозобновления есть свои недостатки и преимущества по сравнению с искусственным. Но последнее время все в большей мере отдается предпочтение ориентации на естественное возобновление леса для повышения его устойчивости против болезней и повреждений.

54

Влесоводственной литературе приводятся данные об изменении количества подроста под пологом леса в зависимости от полноты материнского древостоя. Наибольшее количество подроста в древостоях

сполнотой 0,5–0,6, с уменьшением полноты количество подроста уменьшается, так как усиленно разрастается травяной покров, который создает неблагоприятную обстановку для появления и роста древесных пород. При увеличении полноты (более 0,6) количество подроста также уменьшается.

Лесоводственная эффективность проектируемых мероприятий оценивается на основании тех данных, которые будут получены в отношении улучшения или ухудшения состава древостоя: в какой мере будет обеспечено восстановление леса хозяйственно ценными древесными породами или же произойдет смена пород; в какой период роста и развития могут образоваться смешанные хвойно-лиственные древостоя, в которых рубками ухода в дальнейшем можно увеличить долю ценных пород.

Для защиты подроста главных лесных древесных пород от неблагоприятных факторов среды на вырубках, более успешного роста и формирования лесных насаждений нужного состава полностью или частично сохраняются подрост сопутствующих лесных древесных пород (клен, липа и другие) и кустарниковые породы.

Жизнеспособные подрост и молодняк лесных насаждений хвойных пород характеризуются следующими признаками: густая хвоя, зеленая или темно-зеленая окраска хвои, заметно выраженная мутовчатость, островершинная или конусообразная симметричная густая или средней густоты крона протяженностью не менее 1/3 высоты ствола в группах и 1/2 высоты ствола при одиночном размещении, прирост по высоте за последние 3–5 лет не утрачен, прирост вершинного побега не менее прироста боковых ветвей верхней половины кроны, прямые неповрежденные стволики, гладкая или мелкочешуйчатая кора без лишайников.

Растущий на валежной древесине подрост и молодняк лесных насаждений хвойных пород можно относить по указанным признакам к жизнеспособному в том случае, если валежная древесина разложилась, а корни подроста проникли в минеральную часть почвы.

Всосняках, произрастающих на супесчаных почвах, подрост еловых лесных насаждений сохраняется при условии, если еловое насаждение не будет снижать качества и продуктивности древостоя. При восстановлении сосновых и еловых лесных насаждений подрост в необходимых случаях сохраняется на вырубке для защиты почвы

55

и формирования устойчивых и высокопроизводительных сосновоеловых лесных насаждений.

Жизнеспособный подрост лесных насаждений твердолиственных пород характеризуется нормальным облиствением кроны, пропорционально развитыми по высоте и диаметру стволиками.

Пораженный вредными организмами, слаборазвитый и поврежденный при рубке леса подрост по окончании лесосечных работ должен быть срублен.

Подрост всех древесных пород подразделяется:

–по высоте (на три категории крупности): мелкий – до 0,5 метра, средний – 0,6–1,5 метра и крупный – более 1,5 метра. Подлежащий сохранению молодняк учитывается вместе с крупным подростом;

–по густоте (на четыре категории): редкий – до 2 тысяч, средней густоты – 2–8 тысяч, густой – более 8 тысяч растений на 1 га;

–по распределению по площади (на три категории в зависимости от встречаемости); встречаемость подроста – это отношение количества учетных площадок с растениями к общему количеству учетных площадок, заложенных на пробной площади или лесосеке,

выраженное в процентах: равномерный – встречаемость свыше 65 %, неравномерный – встречаемость 40–65 %, групповой (не менее 10 штук мелких или 5 штук средних и крупных экземпляров жизнеспособного и сомкнутого подроста).

При проведении выборочных рубок учету и сохранению подлежит весь имеющийся под пологом леса подрост и молодняк независимо от количества, степени жизнеспособности и характера их размещения по площади.

При отводе лесных насаждений в сплошную рубку выделяются участки леса площадью более 1 га, на которых имеется подрост и молодняк в количестве, достаточном для обеспечения естественного восстановления леса с преобладанием лесных насаждений ценных лесных древесных пород, и участки, где после завершения рубок требуются меры по лесовосстановлению.

При наличии подроста разных высот его учет следует производить с распределением на группы по высоте.

Для определения количества подроста применяются коэффициенты пересчета мелкого и среднего подроста в крупный. Для мелкого подроста применяется коэффициент 0,5, среднего – 0,8, крупного – 1,0. Если подрост смешанный по составу, оценка возобновления производится по главным лесным древесным породам, соответствующим природно-климатическим условиям.

56

Подрост кедра в горных лесах подлежит учету и сохранению как главная порода при всех способах рубок независимо от количества и характера его размещения по площади лесосеки и состава лесного насаждения до рубки.

Учет подроста и молодняка проводится методами, обеспечивающими определение их количества и жизнеспособности с ошибкой точности определения не более 10 %. Во всех случаях необходимо соблюдать заранее определенные расстояния между площадками на визирах и лентах перечета. На участках площадью до 5 га закладывается 30 учетных площадок, на делянках от 5 до 10 га – 50 и свыше 10 га – 100 площадок.

В тексте отчета приводится характеристика имеющегося подроста и молодняка лесных древесных пород (состав пород, средний возраст, средняя высота и количество деревьев и кустарников на единице площади, размещение их по площади лесного участка, состояние лесных насаждений и его оценка).

При хорошем возобновлении леса никаких мер содействия не требуется.

При удовлетворительном возобновлении требуется проводить содействие естественному лесовосстановлению.

При плохом возобновлении на этих площадях следует создавать лесные культуры (шкала оценки приведена в правилах лесовосстановления приказ МПР и экологии № 375 с учетом лесного района).

Необходимо уточнить:

обоснование проектируемого способа лесовосстановления, главных(ой) лесных(ой) древесных(ой) пород(ы), породного состава восстанавливаемых лесов с учетом особенностей производства работ в различных категориях защитных лесов и особо защитных участках лесов;

сроки и технологии (методы) выполнения работ по лесовосстановлению;

требования к используемому для лесовосстановления посадочному материалу, если естественное возобновление оказалось ненадлежащего качества;

требования к молоднякам, площади которых подлежат отнесению к землям, занятым лесными насаждениями, для признания работ по лесовосстановлению завершенными (возраст, количество деревьев главных лесных древесных пород, средняя высота).

Для формирования крупномерных высокопродуктивных насаждений в них должны проводить все виды рубок ухода.

57

Оценка эффективности естественного и искусственного лесовозобновления производится путем сопоставления расходов и доходов в расчете на 1 га.

Содействие естественному лесовосстановлению путем минерализации поверхности почвы проводится на площадях, на которых имеются источники семян главных лесных древесных пород лесных насаждений (примыкающие лесные насаждения, отдельные семенные деревья или их группы, куртины, полосы, под пологом поступающих в рубку лесных насаждений с полнотой не более 0,6).

На участках проводится минерализация не менее 25–30 % поверхности почвы в годы удовлетворительного и обильного урожая семян лесных растений до начала опадения семян главных лесных древесных пород. Минерализация поверхности почвы проводится как

ввиде отдельного мероприятия по содействию естественному лесовосстановлению, так и в комплексе с сохранением семенников, семенных куртин и групп деревьев.

Минерализация поверхности почвы осуществляется путем обработки почвы механическими, химическими или огневыми средствами

взависимости от механического состава и влажности почвы, густоты и высоты травяного покрова, мощности лесной подстилки, количества семенных деревьев.

Основные меры содействия естественному возобновлению леса можно разделить на две категории.

Первая категория – меры самостоятельные или практические (рыхление почвы, подсев и подсадка леса, прополка и вырубка конкурентных растений, регулируемая пастьба скота, огораживание возобновляемой площади).

Вторая категория – меры, сопутствующие эксплуатации, проводимые как часть рубок (оправка подроста, вырубка поврежденного подроста, выбор ширины лесосек, очистка мест рубок от порубочных остатков, механизация и т. д.).

Порядок выполнения работы

Порядок выполнения индивидуален для каждого студента, что определяется особенностями лесоводственно-таксационного исходного материала, избранного студентом для выполнения учебной расчетной работы.

После детального анализа всех выполненных расчетов и литературных источников в отчете о лабораторной работе студент проводит

58

оценку возобновительных процессов по шкале в насаждениях разных категорий, вносящих наибольший (наименьший) вклад в общую продуктивность полезностей на территории части лесничества формулирует обоснование мер по их оптимизации. Студент предлагает лесовосстановительные мероприятия в зависимости количества жизнеспособного подроста, от групп типов леса и лесорастительных условий.

Контрольные вопросы и задания

1.Дайте характеристику естественного возобновления.

2.Перечислите меры содействия естественному возобновлению.

3. Опишите порядок оценки эффективности естественного

иискусственного лесовозобновления.

4.Какие меры требуются при удовлетворительном возобновлении участков?

5.Какие меры требуются при недостаточном возобновлении участков?

59

Лабораторная работа 13

Обоснование мер по регулированию (оптимизации) площади категорий участков, вносящих наибольший (наименьший) вклад в общую продуктивность полезностей территории части лесничества

(2 часа)

Цель работы: с учетом сведений о состоянии лесовозобновительных процессов в типичных насаждениях категорий участков (из лабораторной работы 12) и причин отсутствия подроста в ряде насаждений провести обоснование мер по регулированию (оптимизации) площади категорий участков, вносящих разный вклад в общую продуктивность полезностей территории части лесничества.

Задачи:

1)продумать меры по повышению продуктивности имеющихся насаждений путем улучшения породного состава древостоев при содействии естественному возобновлению леса, проведении лесокультурных мероприятий, лесоводственных уходов и заготовке спелой древесины;

2)выполнить описание указанных мер.

Краткие теоретические сведения

Продуктивность лесов (лесонасаждений) определяется запасом стволовой древесины, сучьев, ветвей, листьев и корней основного древостоя в возрасте спелости, подроста, подлеска, живого напочвенного покрова на единице площади 1 га. Продуктивность насаждений – важнейший показатель, который используется для сравнительной оценки лесонасаждений и древостоев и определяется в объемных (кубометрах) или весовых (тоннах) единицах.

Наиболее существенной частью продуктивности насаждений является продуктивность древостоев, которая определяется запасом растущей части древостоя в определенном возрасте и суммарным запасом отпавших деревьев к данному возрасту и зависит от свойств древесной породы, условий произрастания, географического района произрастания (климатических условий), полноты и густоты древостоя.

Понятие «тип леса» включает совокупность всех компонентов леса в единстве со средой применительно к определенным участкам, сходным по лесорастительным условиям, характеру древостоя и другим компонентам леса. В соответствии с типом леса определяются

60