Способ обновления хвойных насаждений

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к специализированным видам рубок ухода за лесом, рубкам обновления и переформирования насаждений. В насаждениях светлохвойной и темнохвойной формаций в первый прием древостой изреживают сплошной рубкой деревьев на технологических коридорах (волоках), погрузочных площадках и подеревно фаутных и сухостойких деревьев в пасеках лесосек с общей интенсивностью до 20% по запасу. Во второй прием в светлохвойной формации древостой изреживают равномерно (подеревно) по всей площади лесосеки до оптимальных для естественного лесовозобновления пределов относительных полнот оставляемой его части дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре до 0,4-0,5, в северной и средней подзонах тайги - 0,5-0,6, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,6-0,7, в лесостепной и степной зонах до 0,7-0,8. В третий и последующие приемы древостой изреживают сплошной вырубкой в пасеках лесосек групп или куртин перестойных и спелых деревьев, под пологом которых имеется достаточная для лесовосстановления численность жизнеспособного подроста или молодняка целевых пород с интенсивностью до 30% площади лесосеки. Приемы рубки периодически повторяют через 0,4-1,2 продолжительности класса возраста. В насаждениях темнохвойной формации со второго приема древостой изреживают в изложенном выше техническом режиме, но через полосу-пасеку шириной, равной 1,5-2-кратной средней высоте вырубаемых деревьев. После каждого приема рубки в пасеках лесосек в урожайные годы в местах без подроста минерализуют почву, а в годы с урожаем семян целевых пород ниже двух баллонов по шкале Каппера, одновременно с минерализацией почвы высевают семена хвойных растений в минерализованные полосы. На технологических коридорах (волоках) и погрузочных площадках после рубок обновления, выполненных любым методом, производят посадку лесных культур в местах без подроста целевых пород. Это позволит сохранить преобладание в составе древостоев целевых хвойных растений путем создания оптимальных условий внешней среды для сопутствующего рубке естественного или искусственного лесовозобновления. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к специализированным видам рубок ухода за лесом, рубкам обновления и переформирования насаждений, выполняемым в тех категориях защитности лесов первой группы, где рубки главного пользования лесным законодательством запрещены, а основной эдификатор экосистемы-древостой по своей возрастной структуре и санитарному состоянию начинает утрачивать экологические средообразующие или защитные функции и нуждается в обновлении. Заявляемый способ применим в хвойных разновозрастных насаждениях произрастающих на дренированных почвах в тех типах леса, где может быть обеспечено естественное лесовозобновление целевых хвойных пород, в том числе и с проведением мер содействия ему или созданием лесных культур.

Известен способ равномерно-постепенной семено-лесосечной трехприемной рубки главного пользования в высокополнотном (0,8-1,0) спелом насаждении, произрастающем на дренированных почвах, при котором древостой равномерно (подеревно) разреживают в первый прием в насаждениях из светлолюбивых хвойных пород с интенсивностью до 30%, теневыносливых - до 25% по запасу до предела полнот 0,6-0,7, а во второй прием до полноты 0,5. Второй прием проводят через 6-9 лет, а третий не ранее чем через 5 лет после предыдущего. При полнотах 0,6-0,7 и наличии хорошо развитого подроста или второго яруса главных пород проводят равномерно-постепенные двухприемные рубки со снижением полноты в первый прием до 0,5. Ко времени окончательного приема трех- или двухприемной рубки на участке должет быть сомкнутый молодняк в возрасте не менее 10 лет (Правила рубок главного пользования в лесах Урала. Рослесхоз, М., 1994, с.6, 7).

Известен многоприемный способ обновления древостоя специализированными рубками ухода в приспевающих и спелых насаждениях с целевым породным составом в тех группах типов леса, где разреживанием обеспечивается естественное возобновление, в том числе с проведением мер содействия ему. Методы рубок ухода равномерной или групповой вырубкой деревьев с интенсивностью 16-25% по запасу в каждый прием и периодом повторения приемов 0,4-0,6 класса возраста в насаждениях с подростом и 0,6-1,0 в насаждениях без подроста. К возрасту спелости полнота верхнего яруса древостоя снижается до 0,8-0,7, а к концу периода спелости - до 0,6-0,5. В последние два или три приема обновление древостоя ведется путем удаления оставшихся перестойных деревьев верхнего яруса методом равномерной или полосной рубки деревьев с той же интенсивностью. Режим рубок обновления во всех лесорастительных зонах и подзонах, а также для всех древесных пород рекомендован одинаковый. В приспевающих, спелых и перестойных насаждениях с целевым породным составом без подроста в тех типах леса, где разреживанием не обеспечивается естественное возобновление, со второй половины периода спелости обновление древостоя ведется сплошной рубкой деревьев на площадках размером до 0,1 га (10-30×10-30 м) или на полосах площадью 0,1-0,2 га (10-30×50-60 м), а в перестойных - до 0,3-0,4 га (30-35×100-125 м) с посадкой саженцев целевых хвойных пород. Общая площадь площадок или полос в каждую рубку во всех лесорастительных условиях должна составлять 20-25% от общей площади лесосеки (Наставление по рубкам ухода в лесах Урала. Рослесхоз. М., 1994. С.53-56) - прототип.

Однако методы изреживания и режим известных многоприемных способов рубок не учитывают биоэкологические особенности древесных растений, а также зональные и подзональные почвенно-климатические условия, в которых происходят возобновительные процессы древесных растений. В лесотундре и северной подзоне тайги при недостатке тепла и повышенной влажности воздуха и почвы после рубок в изложенном выше режиме происходит заболачивание вырубок, а под пологом древостоев на почве накапливается толстый слой грубогумусной лесной подстилки, в которой корешок хвойных растений зависает, не достигая минерального слоя почвы, и всходы погибают в массовом количестве. В этих условиях материнский древостой необходимо более интенсивно разрядить для притока солнечной радиации к почве и создания благоприятных температурных условий для ускорения процесса разложения лесной подстилки и повышения возобновляемости целевых хвойных растений.

С продвижением с севера на юг почвенно-климатические условия произрастания хвойной древесной растительности улучшаются, но возрастает нежелательное конкурентное влияние злаковых трав и лиственных пород на начальном этапе возобновительного процесса древесных растений. В результате этого в южнотаежных, предлесостепных (подтаежных) и особенно в лесостепных лесах под пологом хвойных древостоев, разреженных в режиме, рекомендованном известными способами, образуется второй ярус из лиственных пород, а на участках сплошной рубки деревьев группами, куртинами, площадками или полосами по 0,1-0,2 га и менее искусственное лесовосстановление возможно только путем ручной обработки почвы и посадки лесных культур под меч лесопосадочный. Кроме этого, на мелких лесосеках создается парниковый эффект, разрастаются злаковые травы и малина, а рыхление почвы в процессе ее обработки дополнительно стимулирует развитие нежелательных корнеотпрысковых растений - осины и ивы. В результате этого существенно увеличиваются затраты на лесовосстановление хвойных пород. В сухих типах леса предлесостепенных лесов, лесостепной и степной зонах такие участки превращаются в лесонепокрытые прогалины и пустоши, в свежих типах зарастают лиственными породами - осиной, березой и ивой, а во влажных происходит заболачивание вырубок.

Технической задачей заявляемого способа обновления хвойных насаждений является сохранение преобладания в составе древостоев целевых хвойных растений путем создания оптимальных условий внешней среды для сопутствующего рубке естественного или искусственного лесовозобновления, а также сохранности подроста или других возрастных групп деревьев целевых пород оставляемой части древостоя. Такие условия в лесу можно создать регулированием полноты или сомкнутости основного эдификатора экосистемы древостоя одновременно с минерализацией почвенного субстата, его подготовкой для проростания семян хвойных растений, укоренения и сохранения всходов под пологом древостоев на минерализированных полосах. В разных зональных и подзональных почвенно-климатических условиях оптимальные значения полнот оставляемой части древостоев и периодичность повторения приемов рубок должны быть различные. Поставленная задача достигается следующими методами рубок обновления и лесовозобновления.

В насаждениях светлохвойной и темнохвойной формаций в первый прием древостой изреживают сплошной рубкой деревьев на технологических коридорах (волоках), погрузочных площадках и подеревно фаутных и сухостойных деревьев в пасеках лесосек с общей интенсивностью до 20% по запасу. В светлохвойной формации со второго приема древостой изреживают равномерно (подеревно) по всей площади лесосеки до оптимальных для естественного лесовозобновления пределов относительных полнот оставляемой его части дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре до 0,4-0,5, северной и средней подзонах тайги - 0,5-0,6, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,6-0,7, в лесостепной и степной зонах до 0,7-0,8. В третий и последущие приемы древостой изреживают сплошной вырубкой групп или куртин перестойных и спелых деревьев в пасеках лесосек, под пологом которых имеется достаточная для лесовосстановления численность жизнеспособного подроста или молодняка целевых хвойных пород с интенсивностью до 30% площади лесосеки с периодом повторения приемов от 0,4 до 1,2 продолжительности класса возраста. При этом приемы рубки периодически повторяют дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре через 0,8-1,2 продолжительности класса возраста, северной и средней подзонах тайги - 0,6-0,8, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,4-0,5, лесостепной и степной зонах через 0,6-0,7 продолжительности класса возраста. В насаждениях темнохвойной формации со второго приема рубок и в последующие приемы древостой изреживают в изложенном выше техническом режиме, но через полосу-пасеку.

В насаждениях тех типов леса, где разреживанием древостоя обеспечивается естесственное возобновление целевых хвойных пород, во второй и последующие приемы древостой изреживают до минимального значения относительных полнот с минимальным по продолжительности сроком повторяемости приемов рубок, а в насаждениях тех типов леса, где разреживанием не обеспечивается естественное возобновление целевых пород - до максимального значения полнот с максимальным сроком повторяемости приемов рубки.

После каждого приема рубки в пасеках лесосек в урожайные годы в местах без подроста минерализуют почву, а в годы с урожаем семян целевых пород ниже двух баллов по шкале Каппера, одновременно с минерализацией почвы производят посев семян хвойных растений в минерализованные полосы. Кроме этого, на технологических коридорах (волоках) и погрузочных площадках после рубок обновления, выполненных любым методом, производят посадку лесных культур.

При сравнении заявляемого способа обновления насаждений с прототипом можно отметить следующие новые технические решения.

1. В основу методов и нормативов рубок положены биоэкологические особенности хвойных древесных растений, а также зональные и подзонально-типологические особенности лесорастительных условий, а именно:

- первый прием рубок в светлохвойной формации проводится сплошнолесосечным, второй равномерно-постепенным, а с третьего приема групповым или куртинным методами рубок на всей площади лесосеки, поскольку сосна и лиственница ветроустойчивые, разивают глубокую корневую систему. В темнохвойной формации для повышения ветроустойчивости ели и пихты приемы рубок, начиная со второго, проводят с чередованием через полосу-пасеку;

- во второй прием древостой изреживают равномерно (подеревно) до оптимальных для естественного лесовозобновления пределов относительных полнот оставляемой его части дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре до 0,4-0,5, северной и средней подзонах тайги - 0,5-0,6, южной тайге и хвойно-широколиственных лесах - 0,6-0,7, в лесостепной и степной зонах до 0,7-0,8;

- приемы рубок периодически повторяют дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре через 0,8-1,2 продолжительности класса возраста, северной и средней подзонах тайги - 0,6-0,8, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,4-0,5, лесостепной и степной зонах через 0,6-0,7, продолжительности класса возраста хвойных растений.

2 Обновление древостоев осуществляется в единой системе: рубка-лесовосстановление:

- в пасеках лесосек в местах с отсутствием подроста целевых хвойных пород после второго и в последующие приемы рубок производится минерализация почвы, а при урожайности семян ниже двух баллов по шкале Каппера - производится посев семян в минерализированные полосы.

- после последнего приема рубки, выполненной любым методом, производится посадка лесных культур на технологических коридорах (волоках) и погрузочных площадках в местах с отсутствием подроста целевых хвойных пород.

Поэтому заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Исследования показали, что заявляемая совокупность признаков обеспечивает новые свойства, а именно: 1) оптимизируются условия внешней среды для поселения хвойных растений путем регулирования полноты материнского древостоя, сомкнутости травостоя и минерализацией почвенного субстрата, 2) заменяется посадка лесных культур посевом семян в минерализованные полосы, 3) валка деревьев и трелевка хлыстов производится в междурядия минерализованных полос, при этом снижается повреждаемость подроста, 4) предотвращается заболачиваемость лесосек и вырубок, 5) снижается конкурентное влияние злаковых трав и лиственных пород. Поэтому заявляемый способ соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявляемый способ может быть выполнен с использованием известных технологических процессов и серийно выпускаемых машин и оборудования, поэтому он соответствует критерию "промышленная применимость".

Объектами рубок обновления являются запретные полосы лесов, защищающие нерестилища ценных промысловых рыб; противоэрозионные леса; государственные защитные лесные полосы; лесопарковые части зеленых зон; леса первого и второго поясов зон санитарной охраны источников водоснабжения; леса первой и второй зон округов санитарной охраны курортов, особо ценные лесные массивы; леса орехопромысловых зон; лесоплодовые насаждения во всех группах лесов и другие, где обновление древостоя не противоречит целевому назначению категории защитности лесов.

Заявляемый способ рекомендуется применять на дренированных почвах в лишайниковой, зеленомошно-ягодниковой и разнотравной группах типов леса. Обновление приспевающих, спелых и перестойных древостоев из светлолюбивых хвойных пород сосны и лиственницы выполняется по среднепасечной технологии за четыре приема рубки.

На фиг.1, 2, 3 показаны приемы обновления насаждений в светлохвойной формации. На фиг.4, 5 показаны приемы обновления насаждений в темнохвойной формации.

В первый санитарно-технологический прием (фиг.1) вырубается древостой на пасечных технологических коридорах (волоках), проложенных через 35-40 м и погрузочных площадках сплошным методом, а в пасеках лесосек выборочным методом вырубаются только сухие, усыхающие и сильно ослабленные деревья. Общая интенсивность первого приема рубки не должна превышать 20% по запасу, в том числе 15% на технологических коридорах, 3% на погрузочных площадках и около 2% приходится на уборку фаутных деревьев в пасеках. Второй прием (фиг. 2) проводится через 5-7 лет, то есть после адаптации насаждения к новым условиям среды методом равномерного (подеревного) изреживания древостоя в пасеках лесосек до оптимальных для естественного лесовозобновления пределов относительных полнот оставляемой его части дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре до 0,4-0,5, северной и средней подзонах тайги - 0,5-0,6, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,6-0,7, в лесостепной и степной зонах до 0,7-0,8. Вырубаются преимущественно перестойные и часть спелых деревьев, а более молодые оставляют на доращивание. Справедливость такого решения подтверждается результатами исследования авторов заявки, приведенными в таблице 1.

Таблица 1
Численность соснового подроста в эксплуатационном фонде насаждений различной полноты по лесорастительным зонам и подзонам Урала и Западной Сибири
Относительная полнота	Численность соснового подроста и коэффициент встречаемости выделов с подростом по лесорастительным зонам и подзонам
Лесотундровая зона	Северная и средняя подзоны тайги	Южная тайга, хвойно-широколиственные леса	Лесостепная зона
	Тыс.шт/га	Встречаемость, %	Тыс.шт/га	Встречаемость, %	Тыс.шт/га	Встречаемость, %	Тыс.шт/га	Встречаемость, %
0,4	3,00	82	2,35	80	3,02	71	1,32	42
0,5	3,35	86	4,86	100	3,24	74	1,56	55
0,6	2,86	74	4,82	88	3,28	84	1,68	67
0,7	2,62	61	4,68	72	3,46	87	2,35	81
0,8	1,68	48	3,00	75	2,87	80	1,95	78
0,9	1,49	41	1,67	34	1,77	60	1,39	63
1,0		нет	данных		1,53	49	1,40	50

Под пологом насаждений процесс возобновления хвойных пород всегда имеет групповой или куртинный характер, поэтому в третий и последующие приемы (фиг.3) древостой изреживают сплошной вырубкой групп или куртин перестойных и спелых деревьев в пасеках лесосек, под пологом которых имеется достаточная для лесовосстановления численность жизнеспособного подроста или молодняка целевых хвойных пород с интесивностью до 30% площади лесосеки. Достаточная для лесовосстановления численность подроста оценивается по материалам Инструкции по сохранению подроста и молодняка хозяйственно ценных пород..., 1984.

По литературным источникам также известно, что климатические условия существенно влияют на периодичность семеношения и энергию роста древесных растений. В лесотундре и северной подзоне тайги в связи с низкими температурами воздуха и повышенной влажностью, а также коротким вегетационным сезоном, древесные растения медленнее растут и дают достаточный для естественного возобновления урожай семян значительно реже, чем в южной подзоне тайги. В лесостепной и степной зонах периодичность нормального семеноношения целевых хвойных и лиственных растений в сравнении с южной тайгой также увеличивается в связи с тем, что в этих зонах часто бывают резкие перепады температур и суховеи в период цветения древесных растений, при которых происходит гибель регенеративных органов, поэтому приемы рубки периодически повторяют дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре через 0,8-1,2, продолжительности класса возраста, северной и средней подзонах тайги - 0,6-0,8, в южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,4-0,5, лесостепной и степной зонах через 0,6-0,7 продолжительности класса возраста.

На минерализированных участках лесосек и вырубок на второй-третий годы после рубки появляется самосев хвойных растений. Наиболее благоприятные условия для его поселения создаются в ягодно-мшистом, а также брусничном типах леса. Здесь всходов сосны насчитывается до 12 тыс.шт/га. Это почти в 13 раз больше в сравнении с немирализированными участками лесосек и в 18,7 раза больше в сравнении с контрольными без рубки древостоями. В других типах леса самосева меньше; в сухих он частично погибает от недостатка влаги в подстилке и в верхних горзонтах почвы, а в периодически влажных - под войлоком трав. Минерализацию почвы после второго приема рубки мы рекомендуем проводить не менее чем на 20% площади лесосеки, а в годы с урожаем семян целевых хвойных пород ниже двух баллов на шкале Каппера, одновременно с минерализацией почвы необходимо проводить посев семян в минерализованные полосы. Кроме этого, после заключительного (последнего) приема рубок обновления, выполненных любым методом, авторы заявки рекомендуют производить посадку лесных культур на технологических коридорах, погрузочных площадках и в пасеках лесосек в местах с отсутствием подроста и молодняка целевых хвойных пород.

В насаждениях из теневынослевых древесных пород с поверхностной корневой системой - ели и пихты древостой со второго приема заявляемым способом обновляют в изложенном выше техническом режиме, но через полосу-пасеку (фиг.4, 5). При таком режиме интенсивность рубки в насаждениях из теневыносливых пород снижается в два раза в сравнении со светолюбивыми древестными породами. Второй и третий приемы проводят в четных пасеках, а четвертый и пятый - в нечетных. Периодичность приемов рубок для лесосеки в целом такая же, как в насаждениях из светолюбивых пород, а в вырубаемых пасеках - в два раза реже. Кроме этого, четвертый и пятый приемы рубки разрешается проводить только после смыкания крон молодого поколения в пасеках лесосек второго и третьего приемов рубок. В рубку назначаются только перестойные и часть спелых деревьев, а более молодые, а также часть спелых здоровых деревьев оставляют на доращивание. После каждого приема на корню должно оставаться не менее 500 деревьев целевых пород диаметром свыше 8 см. Благодаря такому режиму существенно снижается ветровальность ели и пихты. Кроме этого, заявляемый способ повышает возобновляемость хвойных древесных растений в 13-18,7 раза в сравнении с прототипными способами обновления возрастной структуры древостоев и существенно улучшает их санитарное состояние.

1. Способ обновления хвойных насаждений, включающий многоприемное периодически повторяющееся изреживание древостоя методами равномерной (подеревной) рубки части деревьев или рубкой деревьев сплошными участками определенной формы (группами, куртинами, площадками, полосами и др.) и меры по лесовозобновлению целевых пород, отличающийся тем, что в насаждениях светлохвойной и темнохвойной формаций в первый прием древостой изреживают сплошной рубкой деревьев на технологических коридорах (волоках), погрузочных площадках и подеревно фаутных и сухостойных деревьев в пасеках лесосек с общей интенсивностью до 20% по запасу, во второй прием в светлохвойной формации древостой изреживают равномерно (подеревно) по всей площади лесосеки до оптимальных для естественного лесовозобновления пределов относительных полнот оставляемой его части, дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре до 0,4-0,5, в северной и средней подзонах тайги - 0,5-0,6, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,6-0,7, в лесостепной и степной зонах до 0,7-0,8, в третий и последующие приемы древостой изреживают сплошной вырубкой в пасеках лесосек групп или куртин перестойных и спелых деревьев, под пологом которых имеется достаточная для лесовосстановления численность жизнеспособного подроста или молодняка целевых пород с интенсивностью до 30% площади лесосеки, при этом приемы рубки периодически повторяют через 0,4-1,2 продолжительности класса возраста, в насаждениях темнохвойной формации со второго приема древостой изреживают в изложенном выше техническом режиме, но через полосу-пасеку шириной, равной 1,5-2-кратной средней высоте вырубаемых деревьев, после каждого приема рубки в пасеках лесосек в урожайные годы в местах без подроста минерализуют почву, а в годы с урожаем семян целевых пород ниже двух баллов по шкале Каппера, одновременно с минерализацией почвы высевают семена хвойных растений в минерализированные полосы, кроме этого, на технологических коридорах (волоках) и погрузочных площадках после рубок обновления, выполненных любым методом, производят посадку лесных культур в местах без подроста целевых пород.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приемы рубки периодически повторяют дифференцированно по лесорастительным зонам или подзонам: в лесотундре через 0,8-1,2 продолжительности класса возраста, северной и средней подзонах тайги - 0,6-0,8, южной подзоне тайги и хвойно-широколиственных лесах - 0,4-0,5, лесостепной и степной зонах через 0,6-0,7 продолжительности класса возраста.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в насаждениях тех типов леса, где разреживанием обеспечивается естественное возобновление целевых пород, во второй и последующие приемы древостой изреживают до минимального значения относительных полнот с минимальным по продолжительности сроком повторяемости приемов рубки, а в насаждениях тех типов леса, где разреживанием не обеспечивается естественное возобновление целевых пород - до максимального значения полнот с максимальным сроком повторяемости приемов рубки.