Лекции для студентов

Мерзлотное лесоводство — Содействие естественному возобновлению лесов и редколесий

Содействие естественному возобновлению лесов и редколесий

Как отмечалось, несмотря на сравнительно малые запасы древесины в лесах Севера, их значение очень велико, поскольку, прежде всего, они выполняют важную средообразующую и средо-стабилизирующую роль в условиях хрупкого экологического баланса.

Достаточно мощные экзогенные воздействия, к каковым относятся пожары и рубки леса, активно вмешиваются в жизнь лесного биогеоценоза и во многом определяют возможность его дальнейшего существования, а, следовательно, и поддержания им сложившегося экологического равновесия окружающей среды.

Не всегда успешное возобновление на вырубках и гарях в лесах мерзлотной зоны снижает их экологическую роль, проявляющуюся в производстве кислорода, фитонцидов, легких ионов, поглощении углекислого газа, пыли и промышленных выбросов в атмосферу.

Анализ особенностей естественного возобновления под пологом леса, на вырубках, гарях и пожарищах в лесах и редколесьях криолитозоны позволяет оценить целесообразность использования существующих и вновь предлагаемых мероприятий по содействию естественному возобновлению на указанных категориях лесных площадей. В связи с этим чрезвычайно важной является разработка и использование на практике наиболее эффективных способов содействия естественному восстановлению лесов и редколесий Крайнего Севера.

Одной из причин длительного отсутствия возобновления на вырубках и гарях в лесах мерзлотной зоны является зарастание поверхности почвы мхами, травами, кустарничками и подлесочными породами. Это препятствует укоренению всходов, а также усиливает корневую конкуренцию, что значительно ослабляет возможность реализации возобновительного потенциала естественным путем.

В наибольшей степени это характерно для крупных по площади вырубок и гарей. Небольшие гари и вырубки в большинстве случаев возобновляются, как было проиллюстрировано ранее, довольно успешно вследствие достаточного количества источников семян и меньшего уровня трансформации условий окружающей среды деструктивным воздействием пожаров и рубок.

На крупных гарях в лиственничниках сфагновых возобновление чаще всего неудовлетворительное или отсутствует. В насаждениях лишайниковой группы типов леса оно обычно бывает слабым. Такой характер возобновления, в основном, объясняется плохим качеством семян в низкобонитетных древостоях, что при малом количестве семенников и предопределяет слабое или неудовлетворительное возобновление. В результате этого в лиственничниках сфагновых происходят заболачивание и развитие термокарстовых процессов, а в лишайниковых — формирование пирогенных редин и редколесий более низкого класса бонитета, чем до пожара.

В зеленомошной и кустарничково-моховой группах типов леса, успешность возобновления крупных гарей и вырубок зависит от вида лиственницы, формирующей допожарный древостой. Если в насаждениях лиственницы Гмелина возобновление чаще всего происходит удовлетворительно, то в погибших древостоях лиственницы сибирской и Каяндера, в силу отмеченных ранее особенностей в биологии плодоношения, довольно часто наблюдается либо замещение их березой, либо вторичными кустарниковыми тундрами.

На успешность возобновления гарей, наряду с их размерами, влияет и урожайность семян в год пожара. Отсутствие урожая в год пожара и в первые три — четыре после пожара года, как правило, исключает возможность облесения гарей в обозримом будущем. Это объясняется малым количеством и плохим качеством семян в неурожайные годы (Медведева, 1971; Котляров, 1976; Кречетова, 1978), заболачиванием пониженных участков гарей и зарастанием поверхности почвы кустарничками, травами и мхами. На негативное влияние мохового покрова в отношении успешности послепожарного возобновления гарей на севере Якутии указывает Г.М. Степанов (1985).

Естественному возобновлению на крупных гарях, возникающих, как правило, после высокоинтенсивных пожаров, препятствует и сильный нагрев крон деревьев пламенем пожаров, что приводит к резкому снижению посевных качеств семян лиственницы (Матвеев, 1988б).

Влияние на характер появления послепожарного подроста видовой принадлежности лиственницы в этих условиях сглаживается, поскольку, при отсутствии урожая, незначительное количество семян низкого качества, сохраняющихся в неурожайный год в шишках деревьев лиственницы Гмелина, порой также не может обеспечить удовлетворительного возобновления.

На основании исследований, проведенных в лиственничных насаждениях мерзлотной зоны (Поздняков, 1941, 1961; Уткин, 1960; Савин, Коротков, Краснощеков и др., 1983; Степанов, 1984) и наших наблюдений (Матвеев, 1992; Абаимов, Матвеев, 1999) установлено, что причиной, снижающей успешность естественного возобновления на вырубках и гарях при наличии источников обсеменения является зарастание их поверхности подлеском, травами, кустарничками и моховым покровом, затрудняющее проникновение семян в благоприятную для прорастания среду, укоренение сеянцев и увеличивающее корневую конкуренцию. Следовательно, для стимулирования процессов естественного возобновления лиственницы на таких категориях земель, необходимо устранение перечисленных причин.

Этого можно достичь, применяя такие способы содействия естественному возобновлению, дающие хорошие результаты на почвах с многолетней мерзлотой, как сдирание мохового покрова и подстилки площадками или полосами (Поздняков, 1975), перекопка почвы на глубину 15 — 20 см с последующим рыхлением и перемешиванием мохового покрова с поверхностным слоем почвы (Степанов, 1985).

Однако, содействие восстановлению такими способами на огромной территории распространения притундровых и северотаежных лиственничников в условиях дефицита рабочей силы и сложности доставки ее и технических средств на места работ, не позволяет оценить эти мероприятия, как способные решить задачу успешного восстановления лесов и редколесий на больших площадях.

Согласно данным Л.К. Позднякова (1975), производительность при подготовке почвы путем сдирания мохового покрова вручную составляет 300 — 350 м за I чел./ день. Перекопка почвы, предлагаемая Г.М. Степановым (1985), требует еще больших трудовых затрат. Механизация этих работ чрезвычайно осложнена не только трудностью и дороговизной доставки лесохозяйственных машин в отдаленные лесные массивы, но и недостаточной пригодностью тяжелой гусеничной техники как в не затронутых пожарами насаждениях, так и на захламленных вырубках и гарях мерзлотной зоны (Поздняков, 1975; Яковлев, 1987).

Например, в целом положительные результаты были получены при проведении экспериментальных работ по содействию естественному возобновлению в Центральной Якутии путем прокладки борозд плугом ПЛ-70 на задернелых вырубках и под пологом низкополнотных (0,3-0,5) лиственничных насаждений. При совмещении этого способа механизированной подготовки почвы с годом обильного урожая семян лиственницы Каяндера число всходов лиственницы к концу периода наблюдений на разных элементах плужных борозд достигало 12,-24,5 шт. на 1 погонный метр (табл. 3.6).

При этом наиболее благоприятные условия для естественного возобновления на повышенных элементах рельефа в лиственничнике брусничном складывались по дну плужных борозд, а на пониженных — преимущественно по их склонам. Как отмечает Л.К. Поздняков (1975) длительный застой воды (до одного месяца) в плужных бороздах в весеннее время в пониженных местоположениях приводит к массовому отпаду всходов. Поэтому им было высказано мнение о непригодности глубоких борозд, прокладываемых плугом ПЛ-70, и необходимости разработки специального лесохозяйственного оборудования, которое позволяло бы в условиях мерзлотной зоны проводить механизированную минерализацию почвы на глубину не более 10-15 см.

Таблица 3.6 — Распределение самосева лиственницы по элементам плужных борозд, шт./ м. пог.

(Поздняков, 1975)

Местоположение	Элементы	Годы наблюдений
	борозды	1966	1967	1968	1974
Повышенное	Дно	29,0	16,0	15,0	12,8
	Склоны	33,8	30,6	20,8	-
	Отвал	26,8	25,2	14,0	5,6
Пониженное	Дно	19,8	1,6	1,6	-
	Склоны	50,4	23,0	30,4	24,5
	Отвал	44,2	17,6	20,8	12,4

В связи с отмеченными обстоятельствами и региональными особенностями, вызванными труднодоступностью и удаленностью площадей, требующих содействия естественному возобновлению, необходимыми и целесообразными будут такие способы работ, которые не требуют больших трудозатрат, а, следовательно, и привлечения значительного количества людей и техники.

Согласно результатам выполненных исследований (Матвеев, 1983; 1986; 1987; 1989), наиболее приемлемым способом содействия естественному возобновлению в зоне сплошного распространения мерзлоты могут служить контролируемые выжигания напочвенного покрова. Применение управляемого огня вполне оправдано как при неудовлетворительном возобновлении в спелых и перестойных лиственничниках кустарничково-моховой группы типов леса, так и на вырубках и пожарищах с сохранившимися деревьями, площадь которых может обсемениться от окружающих стен леса или от сохранившихся семенников. Выжигание напочвенного покрова, как способ подготовки почвы к посеву, рекомендуется проводить и на крупных невозобновившихся гарях с полностью погибшим древостоем.

Кроме устранения напочвенного покрова при этом решается и задача улучшения лесорастительных свойств почвы, ее гидротермического режима.

Сравнение успешности естественного возобновления при разных способах содействия этому процессу в лиственничных насаждениях на севере Якутии свидетельствует, что лучше всего возобновление лиственницы происходит на площадях подготовленных выжиганием (Степанов, 1985).

Основной причиной отказа от удаления напочвенного покрова и подстилки на вырубках и гарях выжиганием является боязнь распространения огня за намеченные границы. Однако, как показывает отечественная и зарубежная практика проведения целевых контролируемых выжиганий (Алексеев, 1948; Фуряев, 1966; Валендик, Матвеев, Софронов, 1979; Вялых и др., 1982; Арцыбашев, 1986; Валендик и др. 2000, 2001; Aksamit, Irving, 1984; Ferry, 1970; Davis, 1959; Murraro, 1968; Miller, 1978; Walstad I.D., Siedel K.W., 1990), при профессионально грамотном использовании огня, учитывающем лесорастительные и погодные условия, такие опасения не оправданы.

Нами разработаны специальные способы лесовозобнови-тельных выжиганий в лиственничных насаждениях мерзлотной зоны, которые позволяют проводить содействие естественному возобновлению в заранее намеченных границах.