На Севере широкомасштабное вовлечение хвойных лесов в прошлом столетии в промышленную эксплуатацию сплошными концентрированными рубками привело к формированию на больших площадях производных лесов – березняков и осинников. По данным учета лесного фонда Вологодской области к 2013 г. из общей площади лесов лиственными лесами в области было занято 36,7% всей лесопокрытой площади или 4,67 млн. га, в том числе березняками - 3,7 млн. га. Среди березняков преобладающим типом являются черничники свежие - 65,9%. В то же время, несмотря на высокую продуктивность березняков, под их пологом имеется количество подроста ели (более 5 тыс. экз. на 1 га) достаточное для того, чтобы обеспечить ее господство в составе формирующихся древостоев при условии создания для нее благоприятных экологических условий [3].

Изучение светового режима под пологом леса и на вырубках показали, что в ясный солнечный день под полог спелого лиственного насаждения проникает 12-17% солнечного света от освещенности открытого места. В то же время, по литературным данным [1], для формирования перспективного подроста ели необходимый минимум света не должен быть ниже 25-40% от открытого места, а для достижения положительного коэффициента биологической продуктивности кроны не менее 15-20% ниже которого в хвое начинают развиваться деструктивные процессы, ведущие к нарушению функциональной деятельности и гибели ели.

Целью исследований явился анализ роста и формирования елового подроста под пологом лиственного яруса при разном световом режиме. Экспериментальные работы нами проводились в 2013 году в 75-летних осинниках черничного типа условий местопроизрастания I класса бонитета, в Великоустюгском районе Вологодской области, относящемся к средней подзоне тайги.

Закладка пробных площадей велась с учѐтом требований ОСТ 56-69-83[2]. Обработка полевых материалов осуществлялась общепринятыми в лесоводстве и таксации методами. Кроме этого проводилась статистическая обработка данных с использованием современной вычислительной техники и применением соответствующего программного обеспечения.

Для достижения поставленной цели нами заложены две пробные площади. Опытный участок (ПП 1) расположен в пределах лесосеки добровольно выборочной рубки, которая была проведена в декабре 2007 года Великоустюгским лесхозом по среднепасечной технологии, ширина пасек 25 м, пасечных и магистральных технологических коридоров- 5 м. Валка деревьев осуществлялась бензопилой «Штиль», обрубка сучьев выполнялась на волоках, трелевка хлыстов производилась за вершину трактором ТДТ – 55, очистка мест рубок выполнялась одновременно с заготовкой путем укладки порубочных остатков на волока, с уплотнением трактором. Интенсивность рубки 50%. Контрольный участок (ПП 2) расположен за пределами лесосеки, в лиственном насаждении не пройденном рубкой. Краткая лесоводственно - таксационная характеристика изучаемых участков дана в Табл.1.

 Лесоводственная характеристика объектов исследования

Таблица 1

 

Объект исследования	Состав древостоя	Средние показатели		Относит ельная полнота	Запас, м3/га	Процент выборки (%)
		Д, см	Н, м			по количеству стволов	по запасу
Опыт (ПП 1)	8Ос2Б ед. Е,С	29,8	23,6	0,34	137	26	50
Контроль (ПП 2)	7Ос2Б 1Е ед.С	30,2	22,9	0,71	277	-	-

 

По данным таблицы видно, что относительная полнота лиственного яруса в результате проведения рубки снизилась на 0,27 или 52%.

Исследования естественного возобновления показали, на опытном участке (ПП 1) густота елового подроста на 74% больше, чем в нетронутом рубкой насаждении (Рисунок 1).

Рис.1. Густота елового подроста.

Улучшение радиационного режима в результате проведения добровольно-выборочной рубки, оказало благоприятное влияние не увеличение густоты елового подроста всех категорий крупности. Структура елового подроста в зависимости от жизненного состояния представлена на Рисунке 2.

                          

Рис.2. Жизненное состояние елового подроста.

 

Высокая полнота лиственного полога на контрольном участке снижает поступление солнечной радиации к нижним ярусам, что приводит к тому, что значительная часть (34%) елового подроста находится в угнетѐнном состоянии и в дальнейшем, без проведения лесохозяйственных мероприятий может погибнуть. Большая доля сухого подроста (11%) на опытном участке объясняется тем, что часть среднего и крупного подроста была повреждена в ходе проведения лесохозяйственного процесса, а часть не смогла адаптироваться к новому световому режиму. Так как рубка производилась в зимний период, мелкий подрост находился под защитой снежного покрова, это способствовало его сохранению. Доля здорового мелкого елового подроста составляет 97%.

Прирост в высоту служит хорошим интегральным показателем жизненного состояния растений. [4], Характер текущего среднепериодического прироста ели в высоту представлен на рисунках 3-5.

  

 

Рис.3. Ход роста по высоте крупного подроста.

  

 

Рис. 4. Ход роста по высоте среднего подроста.

 

Рис.5. Ход роста по высоте мелкого подроста.

 

Как показали замеры, среднегодовой прирост в высоту у ели (высота 0,6-1,5 м) в послерубочный период в древостое составил 4,06 см, на опытном участке – 7,26 см. Ежегодный прирост в высоту мелкого подроста на исследуемых объектах значительно различается (на 33%), это объясняется тем, что подрост сформировался на участках с разным световым режимом. Различия по периодическому приросту верхушечного побега у подроста ели всех категорий крупности на контрольном (ПП 2) и опытном участках (ПП 1) за 2007-2013 г.г. оказались существенными и статистически достоверными на высоком уровне вероятности.

Длительное произрастание в условиях ограниченного освещения проявилось у хвойного подроста в строении кроны. Известно, что в условиях затенения деревья модифицируют строение кроны с целью эффективного использования слабого освещения. Для оценки состояния кроны нами использован экологический коэффициент (Кэк.) [4], определяемый как отношение прироста верхушечного побега к боковому (Табл. 2).

Таблица 2

Соотношение между приростом верхушечных и боковых побегов ели (за послерубочный период)

 

Категория крупности	Опыт (ПП 1)			Контроль (ПП 2)
	прирост побегов, см
	главный	боковой	Кэк	главный	боковой	Кэк
крупный	12,2	6,3	1,94	4,3	8,6	0,50
средний	7,5	4,3	1,74	4,1	7,1	0,57
мелкий	5,4	5,1	1,06	3,3	5,9	0,56

 

Как показали исследования, на контрольном участке, рост главного побега елового подроста, значительно уступает росту боковых побегов. Крона становиться короткой и развивается ассиметрично. В таких условиях экологический коэффициент у подроста всех категорий крупности ниже единицы.

Другим важным диагностическим показателем оценки состояния кроны в целом является форма ее поперечника и протяженность ее по стволу. Пребывание елового подроста под пологом лиственных пород повлекло за собой поднятие кроны по стволу. Как видно из таблицы 3, в нетронутом рубкой насаждении (контроль), диаметр кроны у елового подроста более вытянут в горизонтальном направлении за счет более активного роста боковых побегов по сравнению с верхушечным. Крона представляет собой зонтикообразный уплотненный купол с близким расположением мутовок.

Улучшение светового режима в результате вырубки части лиственного яруса, у елового подроста привело к трансформации кроны в сторону ее улучшения. Прежде всего, изменился экологический коэффициент кроны в результате опережающего роста главных побегов по сравнению с боковыми. У подроста всех категорий крупности экологический коэффициент стал меньше единицы. Крона стала больше походить на конус.

 Форма кроны елового подроста

Таблица 3

 

Категория крупности	Показатели формы кроны
	протяженность по стволу, см		диаметр, см		отношение диаметра к высоте кроны
	ПП1	ПП 2	ПП 1	ПП 2	ПП 1	ПП 2

 

крупный	128	123	110	192	0,86	1,6
средний	73	66	64	114	0,88	1,7
мелкий	35	22	29	59	0,79	2,7

 

Отношение диаметра кроны к ее высоте после проведения добровольно выборочных рубок заметно уменьшилось у елового подроста всех категорий крупности. В среднем протяженность крон по стволику на участке, пройденном рубкой, увеличилась на 24%, а поперечник кроны, напротив, уменьшился на 47%.

В целом анализ роста и развития елового подроста при разном световом режиме показал, что удаление части лиственного полога оказывает благоприятное влияние на жизненное состояние естественного возобновления, что в будущем позволит сформировать полноценное еловое насаждение.

Список литературы

1.     Алексеев В.А. Световой режим леса / Алексеев В.А., М.; науки, 1975.- 280 с.;

2.     ОСТ 56-69-83 Пробные площади лесоустроительные. Методы закладки. М. 60 с.

3.     Зарубина Л.В. Световой режим в северотаѐжных березняках-черничных при сукцессионном развитии/ Зарубина Л.В., Коновалов В.Н., Клевцов Д.Н., Лисицын В.С. Экологические проблемы Арктики и северных территорий: Межвузовский сборник трудов/ отв. ред. П.А.Феклистов.-Архангельск: изд. САФУ, 2014.-Вып.17.149-151c.

4.     Зарубина Л.В. Структура и форма кроны сосны в осушенном сосняке кустарничково-сфагновом при разном световом режиме / Зарубина Л.В. Молочнохозяйственный вестник [Электронный ресурс] : электронный период. теорет. и науч.-практ. журнал /ред. А.Л. Бирюков; ФГБОУ ВПО ВГМХА имени Н. В.Верещагина.–Вологда             -Молочное.–№1                                                       (13),                                      2014.–С.20-26.–Режим                                       доступа: http://molochnoe.ru/journal/node/340.