Процес ґрунтотворення під пологом дубово-соснових культур
із різним підліском
Дослідження проводили у двох лісництвах Боярської ЛДС. Об'єктами слугували 39-річні культури з підліском акації жовтої (21-23 р.), 60-річні культури з підліском ліщини звичайної (31 рік) і 75-річні культури з бузиною чорною і червоною (22-26 р.). Контрольні варіанти насаджень – без підліску.
Кущові породи використовують і повертають з опадом більше елементів живлення, ніж сосна звичайна і навіть дуб звичайний. За вмістом азоту, калію і кальцію виділяється опад бузини чорної та червоної. З цим опадом повертається азоту в 3,2–3,5 раза, калію – 4,9–5,8 раза і кальцію – у 2,2 раза більше, ніж з опадом сосни. Маса підстилки з домішкою листя акації жовтої мало відрізнялась від контрольного варіанта (6,68 тÌга-1 проти 6,38 тÌга-1), з домішкою листя ліщини звичайної вона становила 10,59 проти 8,65 тÌга-1 на контролі, з листям бузини, відповідно, 10,73 і 10,16 тÌга-1. Домішка листя акації жовтої посилила мінералізацію лісової підстилки на 15,2%, ліщини звичайної – 10,9% і бузини – на 38,2%.
Прискорений розклад лісової підстилки сприяв поліпшенню фізико-хімічних властивостей ґрунту під пологом триярусних лісових ценозів (табл. 6).
Таблиця 6
Фізико-хімічні властивості ґрунту дубово-соснових лісостанів
з різним підліском
За короткий проміжок часу вміст гумусу у верхньому горизонті в насадженні з підліском акації жовтої зріс на 0,17%, бузини чорної і червоної – 0,42% і ліщини звичайної – на 0,51%. Підвищився ступінь насиченості ґрунту основами і знизилась актуальна й потенційна кислотність. Відмічено зростання у ґрунті доступних форм елементів живлення.
У складних ценозах вологість ґрунтів на 1,3–1,5% вища. Дрібне коріння кущів, як і лісоутворюючих порід, зосереджене у верхніх, багатих на поживні речовини і вологу, горизонтах ґрунту.
Триярусні лісові ценози, на відміну від чистих соснових і двоярусних мішаних, завдяки більшій різноманітності порід з різними біологічними і фізіологічними властивостями, своєю кореневою системою краще замикають біологічний кругообіг у ланці використання, запобігаючи непродуктивним втратам нагромаджених елементів живлення. На цьому ґрунтується один з механізмів збереження стійкої продуктивності лісової екосистеми.
МОРФОГЕНЕЗ КРОНИ ДЕРЕВ СОСНОВИХ ЦЕНОЗів
Крона дерева є носієм асиміляційного апарату і знаходиться в органічному зв'язку із стовбуром і кореневою системою. Динамізм взаємозв'язків між цими органами, який залежить від змін життєвих умов, фенофаз та етапів онтогенезу, характеризує енергію росту й продуктивність деревного рослинного організму (Лир, Польстер, Филлер, 1974).
Ріст сосни звичайної відбувається за моноподіальним типом із чітко вираженою акротонією гілкування. У результаті цього у неї протягом усього періоду росту утворюється досить правильна система пагонів, при якій головна вісь зберігає домінуюче положення до самої верхівки. Крім біологічних особливостей, на ріст і розвиток крони впливає режим освітлення, при погіршенні якого прискорюється відмирання нижніх гілок і таким чином здійснюється регуляція основних параметрів крони (висота розміщення на стовбурі, подовженість, об'єм простору зайнятого кроною). Елементи габітусу крони перебувають у кореляційній залежності з деякими таксаційними показниками дерева (табл. 7).
Таблиця 7
Коефіцієнти кореляції ознак габітусу крони з іншими біометричними
показниками у різновікових ценозах
* 1 – середньовікові насадження; 2 – пристигаючі насадження; 3 – стиглі насадження.
Ознаки габітусу крони перебувають у прямій залежності від висоти і діаметра дерева та в оберненій з рівнем густоти деревостану. В процесі онтогенезу тіснота зв'язків слабшає, досягаючи найменших значень у віці стиглості
При збереженні кореляційної залежності поліпшення умов місцезростання в напрямі від свіжих борів до свіжих судібров веде до посилення росту й розвитку крони в усіх вікових категоріях соснових культур.
У середньовікових лісостанах густота деревостану вплинула на висоту закладання крони, яка в густих культурах в А2 розміщувалася вище на 0,8 м і у В2 – на 2,7 м, а подовженість крони зменшилась в А2 на 0,1 м і у В2 – на 4 м. Об'єм крони в культурах меншої густоти був у А2 на 13 м3 і в В2 – на 43 м3 більшим, ніж у густіших соснових ценозах.
У пристигаючих лісостанах із-за більшої густоти крона розміщувалась в А2 на 1,7 м і в В2 – на 2,3 м вище, а подовженість крони зменшилась в А2 на 1,7 м і в В2 – на 2,3 м, об'єм крони був меншим, відповідно, на 25 м3 і 54 м3.
У стиглих лісостанах, коли моноподіальний ріст змінюється на симподіальний, густота деревостану менше впливала на зміну параметрів крони. Висота закладання крони у густіших деревостанах А2 була на 0,5 м, у В2 – на 0,7 м і в С2 – на 3,9 м більшою, ніж у рідших. Подовженість крони в А2 була відзначена більша на 1,7 м у густих соснових насадженнях, у В2 і С2, навпаки, вона більша, відповідно, на 0,7 м і 4,2 м у рідких деревостанах.
Вік нижніх гілок крони у середньовікових деревостанах був 16–19 років, пристигаючих – 21–26 і стиглих культур – 31–36 років. У процесі онтогенезу відбувається поступове збільшення розмірів крони та її частки від загальної висоти дерева. Мінливість архітектоніки крони залежить від умов місцезростання та густоти насаджень. В кращих умовах і при більшій густоті сосна звичайна формує коротшу крону, що позитивно впливає на вихід сортиментів із стовбурової частини.
Підвищення продуктивності і товарності деревини можна досягти за умови дотримання оптимальної густоти деревостанів у всіх вікових групах культур, яка б відповідала ходу росту деревостану в конкретних умовах місцезростання.
Продуктивність лісових ценозів
Продуктивність чистих соснових ценозів
За об'єкти досліджень слугували соснові насадження різних вікових груп, які зростали в умовах свіжих борів та суборів. Територіальними дослідженнями були охоплені ліси чотирьох областей Українського Полісся, де закладено тимчасові пробні площі, на яких визначали всі таксаційні показники деревостанів. Оцінку стану реальних соснових насаджень проводили на порівнянні з показниками нормативного оптимального лісостану відповідного віку і класу бонітету (табл. 8).
Таблиця 8
Результати оцінки деревостанів сосни звичайної
Молоді насадження сосни у переважній більшості (80%) мали густоту на 3–35% нижчу від оптимальної. Незважаючи на зрідженість, у всіх насадженнях був уже сформований запас деревини (125–434 м3га-1), вищий від очікуваного рівня (106м3га-1).
Середня розбіжність щорічного приросту деревини становила 4,9–11,7 м3га-1 проти очікуваних 4,7–6,4 м3га-1. Завдяки кращому приросту дерева досягли об'єму 0,06–0,35 м3, тоді як за таблицями ходу росту він мав бути 0,07–0,14 м3. Це свідчить, що сосна у молодому віці володіє високою компенсаційною здатністю при меншій густоті відновлювати рівень продуктивності за рахунок об'ємного приросту дерев.
Середньовікові сосни у свіжих борах росли по І–ІІ класу бонітету, а у свіжих суборах – по Іа та І бонітетах. Частка зріджених деревостанів порівняно з молодняками зменшилась на 9,6%, а низькопродуктивних зросла на 37%. Запаси деревини в лісостанах коливались у свіжих борах в межах 140–324 м3га-1, у свіжих суборах – 222–578 м3га-1. Середній річний приріст у свіжому бору досягав 3,3–7,5 м3га-1 і у свіжому суборі – 5,1–12,5 м3га-1. Якщо в А2 середній об'єм одного стовбура був від 0,07 до 0,22 м3, то у В2 цей показник коливався в межах 0,23–0,76 м3.
Пристигаючі соснові насадження в умовах свіжих борів зростали по І–ІІІ бонітету, а в умовах свіжих суборів – по Іа–І бонітетах. У цьому віці 68,3% насаджень мали нижчі від оптимальних показники густоти. Продуктивність деревостанів коливалась у межах 156–587 м3га-1. Серед них 51,2% деревостанів забезпечували нижчий показник від оптимального рівня продуктивності. Для оптимальних лісостанів у такому віці середньорічний приріст запасу має становити 5,7–6,2 м3га-1. В реальних соснових насадженнях він знаходився у діапазоні від 2,4 до 7,9 м3га-1.
У свіжих суборах реальні густоти спостерігали на рівні 332–1190 шт.га-1 при оптимумі 666–1016 шт.га-1. Розрахункова продуктивність має бути 370–452 м3га-1, а реальні запаси деревини визначено від 170 до 640 м3га-1 при середньорічному прирості 2,7–9,5 м3га-1. Середній об'єм одного стовбура був у межах 0,25–0,98 м3, тоді як за таблицями ходу росту для І класу бонітету він становить 0,36–0,68 м3.
Стиглі соснові насадження в А2 і В2 росли по І–Іа бонітетах. У свіжих борах досліджені насадження за густотою і запасом поступалися перед оптимальними деревостанами. На одному гектарі налічувалося 543–641 дерев. При цих густотах сформувалися запаси 230–266 м3га-1, що на 49,1–56,8% менше за очікуваний рівень. Середній приріст та об'єм одного стовбура був нижчим від оптимальних значень.
У свіжих суборах у більшості деревостанів оптимальна густота була на 8,1–44,8% менша. Із 11 вивчених лісостанів у 7 – запас деревини був вищим від очікуваного і коливався в межах 481–658 м3га-1.
Таким чином, як показали дослідження, у свіжих борах від молодого до пристигаючого віку значна частина деревостанів росте в умовах перегущення, що негативно позначається на їх продуктивності (рис. 3). В умовах свіжих суборів, навпаки, допускаються надмірні зрідження деревостанів. Не зважаючи, що в цих умовах краще проявляється компенсаційна здатність деревостанів при меншій густоті проявляти кращий приріст деревини, проте із збільшенням віку лісостану вона закономірно знижується.
Дослідження дають підставу стверджувати, що основною причиною зниження запасів деревостанів аж до віку головного користування є недотримання оптимального режиму рубок догляду. Воно зумовлене порушенням не стільки повноти деревостанів, скільки їх густоти, яка для кожної вікової групи повинна витримуватись у строго визначених межах.
Продуктивність штучних дубово-соснових ценозів
Вивчалися середньовікові дубово-соснові ценози, створені посадкою за схемою 7рСз3рДз. У свіжому суборі були закладені по дві пробні площі в Лугинському лісництві Житомирської та в Бережківському лісництві Рівненської областей. Крім того, були закладені дві пробні площі у свіжій судіброві Фастівського лісництва Київської області. Фрагменти таксаційної характеристики кращих дубово-соснових лісостанів представлені в таблиці 9. При такій схемі змішування утворюються насадження, близькі до чистих. Хоча більша частка дуба звичайного сприяє поліпшенню поживного режиму ґрунту, вона не завжди може компенсувати втрати продуктивності внаслідок зменшення кількості дерев сосни. Все це підтверджують дані наших досліджень. В умовах свіжих суборів із чотирьох насаджень в одному був досягнутий рівень оптимального лісостану (283 м3), у другому запас був вищий на 12,4%, а інші поступилися за продуктивністю на 26,6–45,0%.
В умовах свіжої судіброви запас деревини дубово-соснових культур досягав 345–453 м3га-1, тобто перевищував очікувані на 3,6–36,0%. Завдяки кращій збереженості дерев дуба звичайного збільшився його запас, тому такий склад мішаного насадження може бути ефективним у свіжій судіброві. В умовах свіжого субору у складі насаджень частка дуба звичайного має бути меншою.
Таблиця 9
Таксаційна характеристика кращих дубово-соснових культур
Продуктивність дубово-соснових ценозів з різним підліском
У свіжому суборі Жорнівського та Дзвінківського лісництв Боярської ЛДС досліджували дубово-соснові лісостани з меншою часткою дуба, але з підліском кущових порід: 2 насадження з акацією жовтою і по 3 насадження з ліщиною звичайною та бузиною чорною і червоною.
Дубово-соснові насадження створювали посадкою за схемами 5рСз1рДз та 7рСз1рДз, кущові породи вводили пізніше і їхній вік був від 14 до 31 року (табл. 10).
Таблиця 10
Продуктивність дубово-соснових ценозів з різним підліском (свіжий субір).
Дзвінківське лісництво
У таких соснових ценозах відмічена краща збереженість сосни звичайної і дуба звичайного і досить високі темпи наростання деревини.
В насадженнях з підліском акації жовтої щорічний приріст сосни досягав 6,5–6,6 м3га-1 і дуба – 0,3 м3га-1, що забезпечило формування більших на 10,2–11,7% запасів деревини, ніж в оптимальних насадженнях.
У насадженнях з підліском ліщини звичайної прибавка запасу становила від 1,5 до 11,7%. Середній річний приріст сосни знаходився на рівні 5,1–6,0 м3га-1 і дуба звичайного коливався від 0,2 до 0,8 м3га-1.
В насадженнях з підліском двох видів бузини продуктивність мішаних деревостанів перевищила очікуваний рівень на 0,7–26,6%. Щорічний приріст сосни звичайної тут був 6,3–6,8 м3га-1 і дуба звичайного – 0,2–0,6 м3га-1.
Тобто, за даними досліджень дубово-соснові насадження з підліском кущових порід, на відміну від простих мішаних, забезпечують стале підвищення продуктивності лісостанів.
Продуктивність соснових ценозів з підпологовими культурами
Проблему створення двоярусних мішаних соснових ценозів вдалося вирішити успішніше введенням дерев листяних порід під полог сосни звичайної після проходження нею жерднякового віку. Це дало можливість листяним породам уникнути конкурентного впливу сосни звичайної і зберегти цілісність пологу мішаних деревостанів. Таким методом у лісництвах Боярської ЛДС було створено 747 га підпологових культур з використанням дуба звичайного, дуба північного, липи серцелистої, клена-явора. Через 30 років після їх створення на 10 постійних пробних площах ми провели облік таксаційних показників у різних за складом ценозах (табл. 11).
Таблиця 11
Таксаційна характеристика соснових насаджень з підпологовими культурами
Підпологові культури відзначалися високою густотою і утворили стійкий другий ярус з повнотою 0,5–0,7. Повнота соснового деревостану збереглася на рівні 0,69–0,98, однак густота дерев сосни звичайної на всіх пробних площах не досягла рівня оптимальності. Причиною тут стали рубки догляду, які в цих насадженнях проводили не за показником оптимальної густоти, а за показником повноти деревостанів.
За результатами аналізу даних досліджень, деревостани у більшості випадків сформували запаси деревини, вищі від очікуваних.
В насадженнях з підпологовою культурою дуба звичайного на чотирьох пробних площах запаси сосни становили від 424 до 527 м3га-1, а дуба звичайного – від 2 до 9 м3га-1. Середній приріст сосни звичайної знаходився на рівні 5,6–7,2 м3га-1. Продуктивність деревостанів в одному випадку відповідала оптимальному насадженню і в трьох – перевищувала очікувані від 2,2 до 27,0%.
У трьох насадженнях з дубом північним відзначено щорічне збільшення запасу на 6,7–8,7 м3га-1. Продуктивні запаси сосни звичайної досягли 512–560 м3га-1, а дуба північного – 16–34 м3га-1. Перевищення за продуктивністю сосни звичайної було у межах 13,3–51,3%.
Два насадження з кленом-явором сформували запас деревини від 457 до 649 м3га-1, що перевищило оптимальний рівень на 10,1–56,4%. Щорічний приріст становив 6,0–7,4 м3га-1.
Найбільший запас деревини виявлено у 70-річного сосново–липового насадження – 641 м3га-1, що перевищував оптимальне насадження на 54,4%. Тут спостерігався і найвищий середньорічний приріст – 8,8 м3га-1.
Таким чином, немає підстав для абсолютизації мішаних соснових насаджень із дубом звичайним як єдиного типу корінного лісостану для Українського Полісся. Це можуть бути насадження з дубом північним, кленом-явором та липою серцелистою, які характеризуючись кращими темпами росту, ніж дуб звичайний, під пологом сосни звичайної забезпечують високий рівень евтрофізації умов місцезростання. Враховуючи здатність цих порід давати порослеве поновлення, вони можуть бути використані при формуванні мішаних лісостанів наступної генерації.
Біологічна роль рубок догляду у формуванні якісної
структури і запасу деревини соснових ценозів
Рубки догляду за лісом були і залишаються найбільш складним, трудомістким і тому економічно невигідним лісогосподарським заходом. Значний вклад у розвиток теорії рубок догляду внесли Г.Р. Ейтинген, 1918; В.Г. Нестеров, 1949; М.Е. Ткаченко, 1952; М.П. Георгієвський, 1957; П.П. Ізюмський, 1969; А.В. Двидов, 1971; та інші.
Догляд за лісом розтягнутий у часі на весь період лісовирощування і на кожному віковому етапі має свої особливості. Теоретичне обґрунтування рубок догляду можна зробити тільки на основі експериментів, які проводяться протягом усіх етапів росту та розвитку одного покоління лісостану.
Природний процес становлення соснового ценозу
Вивчення природного ходу росту соснових насаджень має важливе значення для визначення можливого рівня продуктивності в конкретних умовах місцезростання. Зважаючи на вікові зміни таксаційних показників в природних умовах їх можна використовувати в програмах оптимізації рубок догляду за лісостанами.
Мета наших досліджень – вивчити особливості природного добору у різновікових деревостанах. Дослідження виконані у свіжих суборах Боярської ЛДС на постійних стаціонарах, закладених 40 років тому. Останніми роками ми провели таксацію деревостанів тих варіантів, де з часу їх закладання зовсім не проводилися рубки догляду (табл. 12).
У житті деревостану лісівники виділяють кілька етапів: індивідуального росту (поновлення), хащі, жердняку і середньовікового насадження, з яких перші три проходять в основному до 40-річного віку.
Під час індивідуального росту між деревцями відсутній тісний зв'язок і молоді культури можуть зазнавати конкуренції лише з боку трав'яної рослинності.
Таблиця 12
Середні таксаційні показники деревостанів стаціонарів по вікових групах
* у – запас; х1 – густота; х2 – діаметр
На етапі хащі відбувається змикання крон і посилюється ріст дерев, що сприяє виникненню листової конкуренції, під впливом якої формується крона дерева і відбувається відмирання нижніх гілок, тобто створюється вертикальна структура лісового ценозу. В цей період досягає максимуму і коренезаселеність ґрунту, яка веде до посилення конкуренції між деревами, а звідси до поступової їх диференціації, внаслідок якої з'являється відпад. Чим вища започаткована густота штучного насадження, тим раніше відбувається змикання крон та різко посилюється ріст і розвиток майбутнього лісостану.
У жердняковому віці посилений ріст підвищує конкуренцію в деревостані, яка пришвидшує диференціацію дерев та їх відпад. Напруженість конкуренції у цей період досягає піку, але з різною інтенсивністю продовжує проявлятися протягом усього життя лісостану.
Зважаючи, що започаткована густота соснових насаджень, з урахуванням приживлення сіянців сосни звичайної у наших дослідах становила в середньому 7,5 тис. шт.га-1, відпад на кінець молоднякового віку досяг 74,0–83,7%. Відпад дерев носив чітко виражений низовий характер. Відмирають насамперед відсталі в рості низьких рангів діаметра дерева, які за класифікацією Крафта відносяться до V, Va класу росту. В деревостанах нагромаджується запас деревини 396–441 м3га-1. Поступове збільшення запасу залежно від густоти і середнього діаметра визначено відповідним рівнянням множинної регресії.
Із зростанням віку деревостану залежність густоти від темпів росту лісостану посилюється ще значніше. У середньому віці густота соснових насаджень становила лише 11,8–18,3% від започаткованої. Якщо порівняти густоту в цьому віці з густотою молодняків, то її зменшення буде досить відчутним (43,7%). Середній діаметр збільшився на 32%, а запас – на 30%.
У пристигаючих соснових насадженнях середній показник густоти досяг 770 шт.га-1, або порівняно з попередньою віковою групою зменшився на 13%. Середній діаметр дерев збільшився на 6,3%, а запас стовбурової деревини зменшився на 4,1%.
У віці стиглості на одному гектарі середня кількість дерев була 550 шт., що на 28,6% нижче за густоту пристигаючих деревостанів. Діаметр дерев збільшився на 23,5%, а запас деревини – на 22,5% і досяг величини 604 м3га-1.
Проведені дослідження показали, що в Українському Поліссі сосна звичайна здатна формувати без догляду досить високий запас деревини. Саморегуляція в деревостанах забезпечується поступовим зменшенням густоти до 7,3–10,5% від започаткованої за рахунок постійного відпаду дерев з нижчих класів росту.
Суттєво наголосити, що повнота деревостанів при цьому залишалась майже на початковому рівні. Тобто, все це доводить хибність прийнятих у практиці нормативів зрідження деревостанів до певної повноти, що призводить до зменшення запасу деревостану до віку рубок головного користування. Для одержання високої продуктивності необхідно, як засвідчує природний хід зрідження, в кожній віковій групі дотримувати визначеного рівня густоти. При цьому треба брати до уваги показники середнього діаметра дерев, які підлягають вирубці. Виходячи з даних наших досліджень, ми вважаємо, що започаткованої густоти штучних насаджень 7,5 тис. шт.га-1 цілком достатньо для того, щоб у майбутньому рубками догляду сформувати високопродуктивний лісовий біоценоз.
Становлення соснового ценозу під впливом рубок догляду
Природний добір підтримує високу густоту деревостану і забезпечує максимально можливий рівень продуктивності, але він не спрямований на відбір кращих за якісними показниками дерев і виключає повноцінне проміжне лісокористування. Останні два завдання можуть вирішуватися тільки штучним добором. При застосуванні рубок догляду, як інструмента добору, важливо знати час, інтенсивність і періодичність їх проведення.
Фрагменти дослідів із застосування рубок догляду у різновікових соснових ценозах наведені в таблиці 13.
Рубки догляду в молодих насадженнях вивчали на двох стаціонарах, де крім контрольних, були 10 дослідних варіантів із застосуванням різних способів рубок та їх інтенсивності вибірки.
У період хащі проводяться прочистки для забезпечення більш рівномірного розміщення дерев на площі. Першу прочистку, поки ще не такою мірою проявляється диференціація дерев, не слід проводити з великою інтенсивністю.
На етапі жердняку вирішується успіх всієї системи догляду за сосновим насадженням. Рубки сильної інтенсивності у цей період завершують догляд за складом, який призведе до посилення поточного радіального та об'ємного приросту дерев.
Рубки догляду в середньовікових насадженнях вивчали на трьох стаціонарах. Як показали дослідження, у цьому віці першу прохідну рубку можна проводити з сильною і дуже сильною інтенсивністю, але обов'язково друга має бути помірною або слабкою. В процесі рубок можна одержувати цінну деревину, не знижуючи запасу соснового насадження.
Рубки догляду в пристигаючих насадженнях повинні проводитися з меншою інтенсивністю, ніж у середньовікових, оскільки в цей період послаблюється приріст дерев. При проведених двох прохідних рубках інтенсивністю 22% з інтервалом у 16 років запас насадження майже не змінився. Проте загальна продуктивність і обсяги проміжного користування були вищими, ніж на контролі. Звідси можемо стверджувати, що нам вдалося відтворити показники природного ходу добору і активізувати поточний приріст за показниками росту висоти, діаметра та запасу. Приріст об'єму дерев порівняно з контролем зріс на 36,5%.
Рубки догляду в стиглих насадженнях вивчали на трьох стаціонарах. При проведенні у 70 років інтенсивної прохідної (37%) вдалося знизити відпад до 2,1 м3га-1 у рік, який через 16 років був вибраний санітарною рубкою. За 10 років до рубки головного користування провели прохідну рубку інтенсивністю 12,9%. Це несуттєво вплинуло на запас на час рубки головного користування. Загальна продуктивність деревостану порівняно з контролем підвищилася на 4,8%, а проміжного користування досягла 39% від загальної продуктивності, із якої 27,6% припадало на живу деревину.
Таблиця 13
Варіанти рубок догляду у різновікових ценозах сосни звичайної
* У чисельнику – загальний об'єм, у знаменнику – жива деревина.
Проведений режим рубок догляду дозволив у пристигаючому і стиглому віці підвищити загальну продуктивність насаджень на 4,8–10,1%, не знижуючи запасу рубок головного користування.
Моделі оптимальних зріджень при догляді за різновіковими сосновими ценозами
Хід природного добору показав, що він відбувається на основі зменшення густоти деревостану внаслідок природного зрідження, головним чином, тонкомірних, відмираючих та мертвих дерев. Практично 70–80% періодичного приросту формують домінуючі та субдомінуючі великомірні дерева.
При розробці моделей оптимальних зріджень ми використали матеріали таксації 600 га соснових насаджень різного віку з різними режимами догляду, а також дані обмірів дерев на постійних пробних площах.
Для визначення верхньої та нижньої меж густот у різному віці скористалися дисперсійним аналізом, а оптимальні діаметри дерев визначали за рівнянням поліному третього ступеня Чебишева.
Програма оптимальних зріджень за цими двома показниками для різних класів бонітету наведена в таблиці 14.
Таблиця 14
Параметри оптимального зрідження при рубках догляду в соснових
насадженнях штучного походження залежно від класів бонітету
Вона передбачає використання селекційного методу зріджень. Середній діаметр сукупності дерев, що підлягають вирубуванню, має бути на 20% меншим за середньопопуляційне значення. Загальна вирубка деревини при рубках догляду за лісом має наближатись до розміру природного відпаду. Вирубування живих дерев разом з відпадом не повинно перевищувати 70–75% періодичного приросту деревостану.
Контроль за дотриманням параметрів зріджень з вірогідністю ±10% рекомендується здійснювати на 6–9 кругових пробних площах радіусом 6,64 м (100 м2) – при прочистках і 12,64 м (500 м2) – при прорідженнях і прохідних рубках.
Економічна ефективність проведення рубок догляду в соснових ценозах
Рубки догляду, виконуючи основну біологічну роль – поліпшення якісного складу лісів та прискорення їх росту, одночасно мають і важливе екологічне значення, оскільки являють собою основу для проміжного користування і сприяють поліпшенню товарної структури лісостанів майбутнього.
Для оцінки економічної ефективності рубок догляду використані показники – загальна продуктивність деревостану, вихід ділової деревини та його сортиментна структура. Базовий варіант – без рубок догляду. Таксову вартість деревини оцінювали за сортиментами з розрахунку франко-верхній склад. Як середній визначено другий сорт (табл. 15).
Таблиця 15
Сортиментна структура і вартість деревини
Дані досліджень показали, що рубки догляду сприяють збільшенню обсягів проміжного користування з подальшим поліпшенням сортиментної структури.
Економічний ефект від проведених рубок у пристигаючому віці становив 11565 грн, що на 23,8% вище, ніж у контрольному варіанті. У віці стиглості ефект від рубок досягав 16550 грн і перевищував контроль на 26,1%.
Висновки
У дисертаційній роботі наведено узагальнення і нове вирішення проблеми системи управління продукційним процесом соснових ценозів на біоекологічній основі, яке проявляється у встановленні закономірностей розвитку лісового ценозу та едатопу, а також взаємозв'язків між ними та послідовністю дії біоекологічних чинників, які зумовлюють розвиток продукційного процесу. Встановлені особливості евтрофізації едатопу під впливом різних за віком і складом лісостанів та розроблені моделі оптимального впливу рубок догляду на рівень розвитку лісового біоценозу, при якому забезпечується висока продуктивність та постійний позитивний економічний та екологічний ефекти.
1. Соснові ліси Українського Полісся характеризуються нерівномірним розподілом за віком (з переважанням молодняків та середньовікових деревостанів – 72,2%) і наявністю зріджених (11,4%) лісостанів, які не забезпечують сталого й безперервного лісокористування. Система лісівничих заходів має бути спрямована на підвищення продуктивності деревостанів і скорочення строків їх вирощування.
2. Природний процес насіннєвого поновлення відбувається безперервно протягом онтогенезу, але з нерівномірною в просторі і часі інтенсивністю. Результативність відновлення значною мірою залежить від едафічних факторів (А2→В2→С2), густоти деревостану та біологічних властивостей порід (рівень плодоношення, спосіб поширення та життєздатність насіння), що відновлюються. Якісні показники поновлення лісостанів в основному едатопі (В2) з віком деревостану поліпшуються. Підріст висотою понад 2 м сформувався у молодняках на шести пробних площах, середньовікових – 20, пристигаючих і стиглих – на 18 пробних площах. Породний склад поновлення не відзначався необхідним біорізноманіттям, що не дозволяє без втручання людини сформувати лісові ценози корінного типу.
3. Під впливом лісових ценозів відбувається поступова евтрофізація умов місцезростання, яка залежить від породного складу і віку деревостану.
У чистих соснових ценозах цей процес вже починає проявлятися у середньовікових насадженнях і поступово посилюється до віку стиглості. Зміни фізико-хімічних властивостей ґрунту відбуваються лише у гумусовому горизонті. Протягом однієї генерації лісостану запаси гумусу зросли з 2,48% до 2,93% (на 0,45%), збільшились запаси валових і рухомих форм елементів живлення та відбулося часткове зниження кислотності.
В дубово–соснових культурах з 30-річним підліском акації жовтої вміст гумусу у верхньому горизонті зріс на 0,17%, бузини чорної і червоної – на 0,42%, а ліщини звичайної – на 0,51%. За рахунок кращої насиченості ґрунту основами у кореневмісному шарі (53 см) поліпшилися кислотні властивості та підвищився вміст доступних форм елементів живлення.
У соснових штучних насадженнях пристигаючого та стиглого віку з 26–27-річними підпологовими культурами листяних порід (дуб звичайний і північний, липа серцелиста, клен-явір, ліщина звичайна) поліпшилися фізико-хімічні властивості елювіального та ілювіального горизонтів. Запаси гумусу у цих горизонтах порівняно з контролем збільшились у 1,7–2,1 раза, а показник рН знизився з 3,9 до 5,0–5,3.
4. З метою збереження набутої родючості лісових ґрунтів та якісного підросту, при залісненні зрубів не слід проводити суцільного обробітку ґрунту, а обмежитись нарізанням борозен для садіння головних порід та кущів.
5. Крона дерева є носієм асиміляційного апарату, з яким тісно зв'язаний синтез органічної речовини. Постійне збільшення розмірів крони впродовж усього онтогенезу зумовлене моноподіальним ростом сосни із чітко вираженою акротонією гілкування. Між подовженістю крони та її об'ємом протягом тривалого часу проявляється майже пряма залежність (r = 0,90-0,98). Ці показники габітусу крони тісно корелюють з висотою (r = 0,52-0,62 і r = 0,35-0,69) і діаметром (r = 0,57-0,62 і r = 0,30-0,60) дерева. Висота закладки крони, її подовженість і об'єм знаходяться в оберненій залежності від густоти деревостану. Уміла зміна густоти ценозу на різних етапах онтогенезу дає можливість управляти морфогенезом і продукційною здатністю крон деревних рослин.
6. Реальний рівень продуктивності соснових деревостанів Українського Полісся зараз такий: у свіжих борах від молодого до пристигаючого віку значна їх частина (від 87,4% до 41,7%) росте в умовах перегущення. У зв'язку з цим частка деревостанів з показниками продуктивності, вищими за оптимальні, відповідно знизилась із 64,3% до 8,3%. У свіжих суборах, навпаки, допускаються надмірні зрідження (у 60–90% насаджень). Не зважаючи, що в наведених умовах краще проявляється компенсаційна здатність деревостанів при меншій густоті забезпечувати вищу продуктивність, однак зі збільшенням віку частка таких деревостанів від молодняків (100%) до віку стиглості (36,4%) закономірно зменшувалась.
Основною причиною зниження запасів у віці головного користування є недотримання оптимального режиму рубок догляду. Порушення зумовлені не стільки зниженням повноти деревостанів, скільки їх густоти.
7. Дубово-соснові штучні насадження з кулісним розміщенням порід 7рСз3рДз можуть бути ефективними в умовах свіжої судіброви, де вони при кращій збереженості дуба звичайного формують запаси деревини на рівні або вищі на 3,6–36,0% від показників оптимального лісостану.
В умовах свіжого субору перспективніші лісові насадження, створені за схемами 7рСз1рДз або 5рСз1рДз, із введенням під полог акації жовтої, ліщини звичайної або бузини чорної чи червоної. Завдяки кращій евтрофізації умов місцезростання деревостани формують вищі запаси деревини від очікуваних на 5,1–11,7%.
8. У свіжих суборах мішані ценози доцільно створювати шляхом введення під полог 40–50-річних соснових насаджень листяних порід, які без порушення цілісності материнського деревостану через 25–30 років утворять стійкий другий ярус. При вивченні п'яти різних за складом мішаних ценозів встановлено, що в усіх випадках вони сформували вищі від очікуваних запаси деревини. Пристигаючі насадження сосни звичайної із дубом звичайним показали рівень продуктивності 424–527 м3га-1, що на 2,2–27,0% вище за оптимальний. Насадження з дубом північним при запасі 512–560 м3га-1 деревини перевищили показники оптимального лісу на 13,3-51,3%, з 70-річного сосново–липового насадження одержали 641 м3га-1 деревини, перевищивши оптимальне на 54,4%. У сосново–кленовому насадженні запаси досягли 457–649 м3га-1, які на 10,1–56,4% вищі за оптимальний рівень.
9. Наші дослідження підтверджують, що немає підстав абсолютизувати мішані соснові насадження з другим ярусом дуба звичайного як єдиний тип корінного лісостану Українського Полісся. Такими можуть бути лісостани із дубом північним, кленом-явором, липою серцелистою, які, не поступаючись за темпами росту і рівнем евтрофізації умов місцезростання перед дубом звичайним, здатні забезпечувати вищий рівень продуктивності лісового ценозу.
10. Природний процес становлення соснового ценозу ґрунтується на внутрішньовидовій та міжвидовій конкуренції деревних рослин за світло, воду, тепло і поживні речовини, а її відображенням є диференціація дерев у лісостані та їх відпад. Саморегуляція деревостану забезпечується поступовим зменшенням густоти дерев аж до періоду стиглості від до 7,3 до 10,5% від започаткованої за рахунок відпаду дерев, які за діаметром відхиляються в менший бік від середньопопуляційного показника на 20%. При складанні оптимальних програм зріджень у кожній віковій групі необхідно використовувати визначені показники густоти та діаметра дерев.
11. Задачі догляду й режим рубок слід пов'язувати з показниками напруженості конкуренції. Режим рубок догляду необхідно розраховувати таким чином, щоб виключити відпад і природний добір. За основу розрахунків може слугувати "велика крива росту" соснового деревостану. Сильні й надто сильні рубки показані лише в жердняковому віці. В інших вікових групах розмір проміжного користування має бути більшим за сумарний природний відпад, але не повинен перевищувати 70–75% періодичного приросту деревини.
12. Розроблені оптимальні моделі зріджень лісостанів з урахуванням параметрів густоти і діаметрів дерев, які повинні залишатися після проведення рубок догляду для певного віку та класу бонітету. Контроль за дотриманням параметрів зріджень з вірогідністю ±10% можна здійснювати на 6–9 кругових пробних площах радіусом 6,64 м (100 м2) – при прочистках і 12,64 м (500 м2) – при прорідженнях і прохідних рубках.
13. Своєчасні рубки догляду сприяють збільшенню обсягів проміжного користування і поліпшенню сортиментної структури деревостану. Економічний ефект від проведених рубок у пристигаючому віці досягав 11565 грн/га, що на 23,8% більше, ніж на контролі, а у віці стиглості – 16550 грн/га і на 26,1% перевищував контрольний варіант.
Рекомендації виробництву
1. При рубках догляду у різних за віком і класами бонітету соснових ценозах доцільно користуватися розробленими нами параметрами оптимальних густот і діаметрів дерев, які повинні залишатися після проведених зріджень.
2. Контроль за дотриманням цих параметрів здійснювати на закладених у 6–9 кратному повторенні кругових пробних площах радіусом 6,64 м (100 м2) при прочистках і 12,64 м (500 м2) при прорідженнях та прохідних рубках. При такій методиці похибка оцінки не перевищуватиме ±10%.
3. Рекомендується створювати мішані ценози введенням під полог середньовікових соснових насаджень тіньовитривалих і швидкорослих листяних порід дерев і кущів, які, не порушуючи цілісності лісового ценозу, дозволяють за короткий проміжок часу посилити інтенсивність біологічного кругообігу поживних речовин та ростових процесів у деревостанах.
Із деревних порід ефективніше вводити дуб звичайний, дуб північний, липу серцелисту та клен-явір, а з кущових – ліщину звичайну, бузину чорну та червону. Враховуючи здатність цих порід давати порослеве поновлення, вони можуть бути використані і в наступній генерації при формуванні мішаних ценозів.
4. З метою збереження набутої родючості лісових ґрунтів та якісного підросту не рекомендується проводити суцільного обробітку зрубів, а їх заліснення здійснювати по нарізаних борознах.
| 
