Интенсификация целевого выращивания сосновых насаждений в южно-таёжном лесном районе таёжной зоны европейской части России (06.09.2010)

Автор: Степаненко Ирина Ивановна

Физические свойства древесины Механические свойства древесины

Плот-ность, кг/м? Усушка древесины Пределы прочности

максимальная

усушка коэффициент при сжатии вдоль волокон на статический изгиб

?б ?rmax,

% ?tmax,

% kr?,

% kt?,

% ?w, МПа ?12, МПа ?w,

МПа ?12,

С. бр. контр. 0,505 4,40 7,90 0,15 0,26 76,77 53,88 133,27 85,99

С. бр. N200 0,466 5,19* 9,25* 0,17* 0,31* 74,38 49,23 134,34 96,61*

С. бр. N150 + N150

48,61*

119,83*

С. лиш. контр. 0,482 4,69 7,94 0,16 0,27 70,01 49,38 139,33 100,01

С. лиш. N200 0,506 4,75 7,57 0,16 0,25 64,65 45,35 128.73 85,04

Примечания:1. Приведены средние значения по модельным деревьям II кл. роста на пробных площадях; 2.* – различие с контролем существенно с вероятностью 0,95 и 0,90 (tф>tт), t 0,05=1,98; t 0,10=1,67; 3. ?б – базисная плотность, кг/м3; 4. ?rmax, ?tmax – максимальная усушка соответственно в радиальном и тангенциальном направлениях образцов, %; 5. kr?, kt? – коэффициент усушки соответственно в радиальном и тангенциальном направлениях образцов, %; 6. ?w – предел прочности при влажности в момент испытания, МПа; 7. ?12 – предел прочности при нормализованной влажности, МПа.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что в сосняках брусничных и лишайниковых тип леса и минеральные удобрения не влияют на средние значения базисной плотности деревьев на высоте 1,3 м (табл. 2). Другая тенденции на этой же высоте наблюдается в периферийной зоне стволов деревьев после внесения азотных удобрения в дозе 200 кг/га, в которой удобрения за период их действия вызывают существенное повышение ШГС, процента поздней древесины, толщины стенок и диаметров поздних трахеид. В этом опыте удобрения достоверно увеличивают базисную плотность древесины сосны на 3…6 % в течение 6…8 лет после их внесения. Исследования изменения базисной плотности в зависимости от показателей макроструктуры древесины сосны в изучаемых древостоях показали прямую, тесную связь между базисной плотностью и процентом поздней древесины (r = 0,70…0,74); прямую, среднюю и слабую связь с количеством годичных слоев в 1 см (r = 0,42…

0,68); обратную, среднюю и тесную связь с ШГС (r = –0,57…–0,83).

В контрольных сосняках брусничных и лишайниковых тип леса не влияет на максимальную усушку, коэффициент усушки и механические свойства древесины (предел прочности). В сосняках лишайниковых удобрения также не оказывают действия на указанные показатели, а в сосняках брусничных вызывают у них разные изменения в зависимости от повторности внесения туков. В сосняках брусничных внесение азотных туков повышает максимальную усушку и коэффициент усушки: однократное (N200) – на 14,3…17,9 % (в радиальном и тангенциальном направлениях), повторное (N150+N150) соответственно – на 17,2 % и 17,1 % (в тангенциальном направлении) по сравнению с контролем (табл. 2). Изменения в усушке, видимо, связаны с повышением общей массы и размеров клеток поздней зоны в сосняках брусничных после внесения удобрений.

Однократное внесение туков в сосняках брусничных способствует увеличению предела прочности на статический изгиб на 12,7 %, повторное удобрение – снижению предел прочности при сжатии вдоль волокон на 9,8 % по сравнению с контролем (табл. 2). Различный характер изменения предела прочности при сжатии вдоль волокон и предела прочности на статический изгиб в опытах с однократным и повторным удобрением в сосняках брусничных, видимо, связан с изменениями в этих опытах в макро- и в микроструктуре древесины. Указанные изменения не выходят за пределы допустимых значений на высококачественную древесину сосны. Таким образом, азотные удобрения не ухудшают или положительно влияют на основные физико-механические свойства древесины сосны в приспевающих и спелых сосняках брусничных и лишайниковых.

Изменения в строении древесины влияют на содержание в ней целлюлозы. В результате улучшения макро- и микроструктуры древесины после внесения удобрений (N200) в сосняках брусничных выход целлюлозы увеличивается на 2,14 %. Следовательно, применение азотных удобрений в приспевающих и спелых сосняках позволяет получать деловую древесину сосны высокого качества.

7. Организация устойчивого лесопользования в целевом

хозяйстве по выращиванию сосновых насаждений на

пиловочник

Организация целевых хозяйств по выращиванию древостоев на товарные сортименты с конкретным оборотом рубки является объектом оптимизации лесопользования и повышения комплексной продуктивности лесов. Проведенные нами исследования по формированию целевого хозяйства по выращиванию сосновых насаждений на пиловочник (ЦХП) апробированы в Опытном лесхозе «Чернолуховский» Костромской области. Исследования были ориентированы на организацию устойчивого лесопользования в целевом хозяйстве для удовлетворения потребностей арендаторов в пиловочнике высокого качества и повышение продуктивности лесов Унженской низменности.

Характеристика лесного фонда и использование лесосырьевых ресурсов в целевом хозяйстве. Для формирования целевого хозяйства по выращиванию пиловочника в лесном фонде Опытного лесхоза «Чернолуховский» были подобраны 94 квартала, общей площадью 35608 га. Покрытые лесной растительностью земли в ЦХП занимают 31500,7 га, или 89,0 % общей площади хозяйства. Целевой породой является сосна, запас которой составляет 3833,2 тыс. м3 (85,3 % общего запаса ЦХП). Насаждения целевого хозяйства имеют удовлетворительное состояние, характеризуются средними таксационными показателями: составом – 7,1С2,2Б0,3Е0,3Ос0,1Олч+Л,Олс,Ивд,Лп,К; возрастом – 45 л.; бонитетом – II,1; полнотой – 0,68; запасом – 143 м3/га. В насаждениях преобладают производительные типы леса: сосняки брусничные и черничные, что говорит об их высокой потенциальной продуктивности. Возрастная структура насаждений имеет неравномерный характер распределения. На территории целевого хозяйства (ЦХ) преобладают молодняки (48,9 %), средневозрастные (41,7 %) и крайне мало спелых (2,8 %) и приспевающих (6,6 %) насаждений. Это объясняется интенсивной рубкой спелых и перестойных насаждений в эксплуатируемых лесах и заменой их молодняками. Наличие в ЦХП значительных площадей средневозрастных насаждений дает возможность в течение ближайших 10…20 лет существенно повысить их продуктивность, запасы деловой древесины, в том числе пиловочника, доходность ведения целевого лесного хозяйства в результате внесения минеральных удобрений.

Система лесоводственных мероприятий в целевом хозяйстве. На территории целевого хозяйства образованы две секции: хвойная с преобладанием насаждений сосны – целевой породы, мягколиственная, включающая все произрастающие в ней мягколиственные породы. Возраст количественной спелости по сосне установлен 55 лет, возраст технической спелости на крупный и средний пиловочник – 81…85 лет, соответственно возраст и оборот рубки – 85 лет.

В ЦХП в результате определения ежегодного размера главного пользования по целевой породе (сосне) максимальная расчетная лесосека по площади составила 370,6 га/год, а размер фонда реконструкции, подлежащей ежегодному освоению – 47,5 га. По форме хозяйства следует проводить в хвойной секции сплошнолесосечные рубки, в мягколиственной секции – реконструктивные рубки, с частичным или полным созданием лесных плантаций или культур. Для повышения эффективности ведения лесного хозяйства предлагается выделять и проводить лесоводственные мероприятия в лесах целевого назначения с использованием ландшафтного подхода на водосборно-бассейновом принципе.

Теоретические положения и практическое значение интенсификации выращивания леса с применением минеральных удобрений в целевом хозяйстве. Результаты исследований целевого выращивания сосновых насаждений на пиловочник с внесением минеральных удобрений на этапе приспевания и спелости древостоев показали высокую лесоводственную эффективность и практическую значимость этого приёма. Установлено, что применение удобрений в сосняках черничных, брусничных, лишайниковых, произрастающих на бедных песчаных почвах, оказывает комплексное воздействие на лесные фитоценозы: повышает плодородие лесных почв, количество благонадежного самосева и подроста под пологом леса, увеличивает запасы древесины, улучшает её строение и физико-механические свойства. Исследования, проведенные в приспевающих и спелых сосняках брусничных в контрольных и удобренных вариантах опыта, показывают, что внесение азотных туков в дозе 200 кг/га в приспевающие древостои (64 г.) способствует снижению возраста рубки на 10 лет (с 85 до 75 лет) и получению дополнительно неполного среднего прироста деловой древесины 0,43 м3/га в год и 4,3 м3/га за 10 лет, пиловочника соответственно – 0,32 м3/га в год и 3,2 м3/га за 10 лет. В этом опыте удобрения (N200) за 6…21 год их действия увеличивают объем хлыста на 10,7…12,2 %, выход крупной и средней деловой древесины на 8,7…11,6, в том числе пиловочника – на 8,8…10,5 % по сравнению с контрольным древостоем, наибольший эффект от удобрений в 75 лет через 11 лет после их внесения.

Для увеличения эффективности применения минеральных удобрений при уходе за лесом в результате экспериментальных и теоретических исследований на основе системного подхода разработаны научная концепция целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения для получения деловой древесины высокого качества на этапе сформировавшегося типа леса и системы применения минеральных удобрений на разных уровнях по этапам формирования леса (рис. 5, 6).

Разработанные научная концепция и системы применения минеральных удобрений основаны на учении И.С. Мелехова по динамической типологии леса (1980), системе мероприятий по повышению древесной продуктивности (1987, 1989), классификации таежных сосновых лесов по наличию запасов пиловочника и других сортиментов (1966); методических рекомендациях Н.А. Моисеева по классификации лесов по целевому назначению и режиму их использования (1993, 2004), М.Д. Гиряева по организации целевых хозяйств (2003).

Научная концепция включает применение экстенсивной формы ведения лесного хозяйства на этапах возобновления леса, формирования молодняков, средневозрастных сосняков и интенсивной формы с внесением удобрений на завершающих этапах выращивания леса: формирования приспевающих и спелых сосновых древостоев за 6…12 лет до рубки главного пользования в пределах целевых хозяйств. Результатом ведения целевого лесного хозяйства, сочетающего экстенсивную и интенсивную формы, является получение дополнительного текущего прироста по запасу, деловых сортиментов сосны с заданными свойствами и качеством древесины; сокращение возраста и оборота рубки на 10 лет; содействие естественному возобновлению леса; повышение устойчивости сосновых насаждений к неблагоприятным факторам; сохранение лесных фитоценозов и лесной среды; увеличение экономического эффекта и доходности.

Система использования удобрений при формировании целевых хозяйств на основе динамической типологии леса включает применение удобрений с учётом целевой направленности хозяйства в естественных и искусственных (лесные культуры и плантации) насаждениях на этапах, предшествующих образованию леса (типах вырубок), и этапах формирующегося леса (типов леса). На выходе системы образуется сформировавшийся тип леса с преобладанием главной породы в древостое (рис. 5).

Рис.5. Система использования удобрений при формировании целевых

хозяйств на основе динамической типологии леса

Условные обозначения: этапы формирования типов леса – Лn и типов вырубок – Вn

Рис. 6. Система применения минеральных удобрений в целевых хозяйствах в приспевающих и спелых

сосняках преобладающих типов леса южно-таёжного лесного района таёжной зоны европейской части


загрузка...