Дипломная работа: Орехопродуктивность кедровников природного парка "Самаровский чугас"
Широкое распространение кедра сибирского и лесов с его участием, несомненно, обусловлено биолого-экологическими свойствами, историей расселения и другими разнообразными по характеру воздействия эколого-географическими факторами. Темнохвойные леса с участием кедра сибирского наиболее характерны для сибирского таежного типа растительности [28] и образуют типичные ландшафтные структуры Урало-Сибирской горной и равнинной тайги
Колесников Б.П. [7] относил кедр сибирский к прогрессирующему виду, расширяющему свой ареал. Действительно, он имеет по сравнению с другими кедровыми соснами самое большое по площади распространение, успешно произрастает и расселяется в суровых условиях субарктических широт, высокогорной Сибири и Центральной Азии, и по существу, нет природных факторов, ограничивающих расширение его ареала в западном и восточном направлениях. Значительная часть ареала кедра сибирского расположена в настоящее время на заболоченных флювиогляциальных и аллювиальных равнинах Западной Сибири. Здесь он мог появиться только 10-12 тыс. лет назад, в послеледниковый период, в результате миграции из более южных убежищ.
В пределах Западносибирской равнинной лесорастительной области кедр и кедровые леса распространены от середины подзоны предлесотундровых редколесий и приречных лесов на севере до южной границы подзоны южной тайги. Северная граница определена исключительно суровыми условиями климата, почти предельными для лесной растительности, а южная – его аридными чертами, абсолютной и относительной сухостью воздуха в вегетационные периоды [7].
На Западносибирской равнине сосредоточена наибольшая площадь кедровых лесов всей Западной Сибири – около 12 млн. га (88,5%). Велика их природная и хозяйственная значимость для региона.
Направленное формирование кедровых лесов различного целевого назначения из потенциальных кедровников в Западной Сибири имеет специфические особенности, обусловленные зонально-провинциальной спецификой произрастания, трудностями и неравномерным освоением территории, слабой изученностью восстановительных процессов, различной интенсивностью хозяйства. Уход за кедром перспективен в районах естественного и искусственного распространения вида, во всех типах леса и лесорастительных условиях, обеспечивающих создание насаждений заданного целевого назначения [17].
В зависимости от состояния перспективных участков, возможностей и потребностей хозяйства уход за кедром может иметь следующие целевые направления:
- формирование орехоплодных насаждений плантационного типа;
- создание постоянных и временных лесосеменных участков;
- формирование насаждений для получения максимального выхода ценной древесины;
- формирование высокосмолопродуктивных насаждений;
- обогащение породного состава лесов в особо ценных лесных массивах.
Формирование целевых кедровников обусловлено строго определенными задачами лесохозяйственных уходов, разной жизнеспособностью и неравномерным размещением объектов ухода по площади, различиями возраста и размерами деревьев, за которыми ведется уход и подлежащими вырубке. Это определяет специфику рубок, которая выражается в постоянстве их главной задачи в течение всего периода формирования целевых насаждений, в сочетании низового и верхового методов ухода, элементов главных и лесовосстановительных рубок, приемов ухода за отдельными деревьями; в мозаичной интенсивности уходов по площади: в сочетании рубок ухода с приемами искусственного лесовосстановления и последующим естественным возобновлением; в необходимости квалифицированного выбора перспективных деревьев с использованием приемов селекционного отбора [31].
Способы, кратность и повторяемость приемов рубок определяются задачами формирования целевых кедровников, а в их пределах - возрастом начала уходов, составом, структурой и состоянием исходных насаждений. Интенсивность рубок принимается с учетом полноты и продуктивности насаждений, а также целевой установки уходов, выражается через процент вырубаемой массы древостоя или числа деревьев, через снижение полноты или сомкнутости полога.
Первоочередными объектами ухода за кедром являются леса с высокой концентрацией площадей и молодняков кедра под пологом других пород в условиях хорошей транспортной доступности, культуры и подрост кедра, сохраненный при разработке лесосек и заглушаемый лиственными породами, припоселковые насаждения, семенные участки ценного генофонда, сложные хвойно-лиственные древостои любой полноты в возрасте 30-40 лет с благонадежным кедром во втором ярусе, смешанные разновозрастные насаждения с сомкнутостью полога 0,7 и выше, средневозрастные хвойно-лиственные древостои с полнотой 0,8 и выше.
По продуктивности древесины кедровники не уступают, а по разнообразию и качеству специальных сортиментов превосходят все другие хвойные виды. Древесина кедра легкая, мягкая, розовато-желтого или светло-розового цвета, красивой текстуры, ароматная. Она широко используется для производства карандашей, сувениров, аккумуляторного шпона, музыкальных инструментов, мебели, ценных пиломатериалов, отделочных плит и т.д. [31].
Высокопродуктивные промышленные кедровники создаются для получения максимального количества ценной, желательно кедровой древесины. Лесохозяйственные уходы могут проводиться во всех насаждениях с участием кедра. При этом для кедра обеспечиваются условия хорошего роста в высоту, что достигается осветлением крон деревьев сверху при обязательном затенении нижней части кроны с целью получения полнодревесных стволов. Интенсивность рубок ниже, чем при создании орехоплодных насаждений. Возможен частичный уход куртинами или полосами.
Уход за кедром для получения максимального количества ценной древесины проводится в сомкнутых высокополнотных древостоях с преобладанием кедра высотой более 10-18 м, не пригодных для формирования орехоплодных плантаций [32]. Перспективно создание кедровников по выращиванию спецсортиментов для отдельных отраслей народного хозяйства (карандашная дощечка, аккумуляторный шпон, мебельные поделки и др.). При этом лесохозяйственные уходы проводятся в насаждениях с участием кедра независимо от их возраста и происхождения.
Для создания целевых лесопромышленных плантаций перспективны молодняки с участием кедра более 5% по запасу или более 10% по числу стволов. Уходы заключаются в формировании состава и постепенном переводе насаждения в кедровое хозяйство, регулировании густоты и формы древостоя. К числу лучших, кроме кедра, могут относиться деревья сосны, а при наличии проточного увлажнения - ели сибирской. Полнота насаждения в процессе рубок не должна снижаться ниже 0,7. К возрасту спелости формируются сомкнутые высокопродуктивные насаждения кедра.
При начале рубок формирования в средневозрастных и более старых древостоях участие кедра в основном и подчиненных ярусах должно составлять не менее двух единиц состава. При куртинно-групповом размещении деревьев кедра проводятся куртинные рубки. В куртинах и вокруг них убираются все деревья сопутствующих пород. В насаждениях с преобладанием кедра применяется активный низовой метод ухода. В разновозрастных древостоях сочетаются низовой и верховой уходы.
Высокосмолопродуктивные кедровники формируются в молодняках, средневозрастных и приспевающих древостоях [22]. При начале уходов в молодом возрасте смолопродуктивные насаждения до возраста проходных рубок формируются по рекомендациям, предложенным для промышленных кедровников. При этом основное внимание уделяется получению крупных, свободных от пороков стволов, компактных и хорошо развитых крон, В старшем возрасте, когда появляется возможность селекционного отбора, уходы направлены на улучшение роста деревьев по диаметру и повышение выхода живицы.
В особо ценных лесных массивах уход проводится с целью сохранения и улучшения их основных качеств: уникальной продуктивности, высоких генетических и санитарно-гигиенических свойств, редкого состава. В городских лесах и лесопарках формирование насаждений направлено на улучшение санитарного состояния, создание устойчивых высокодекоративных ландшафтов, что достигается отбором ценных форм, групповым или куртинным размещением деревьев, введением декоративных и плодово-ягодных кустарников и другими приемами согласно рекомендациям зеленого строительства [22].
Повышение водоохранных функций кедровых лесов достигается созданием смешанных разновозрастных многоярусных насаждений из долговечных и ветроустойчивых пород. При уходах в первую очередь, убираются не устойчивые против ветра экземпляры пихты, ели и осины, а также наклоненные, поврежденные вредителями, суховершинные и усыхающие деревья других пород. Периодически омолаживается подлесок.
В защитных полосах уход направляется на повышение устойчивости защитных лесов, проводится во всех частях полога насаждения. Рубками формируются сложные по возрастной структуре и строению древостои из ветроустойчивых древесных пород. Интенсивность уходов должна постоянно обеспечивать сомкнутость близкую 0,7. В случаях, когда защитные леса граничат с открытыми пространствами, рубками формируются плотные ветроустойчивые опушки. Интенсивность рубок устанавливается с учетом полноты, состава, возраста, строения и состояния насаждения, а также целевых установок ухода. Эффективность рубок определяется правильным выбором перспективных площадей, системой и технологией выполненных работ.
1.2 Биология и экология сосны сибирской
Сосна сибирская (кедр сибирский) – Pinus sibirica L. относится к отделу Голосеменные – Pinophita , семейству Сосновые – Pinaceae Lindl.
Климатический характер северной границы кедра наиболее отчетливо проявляется в Западной Сибири, поэтому о лимитирующих факторах определяющих распространение кедра сибирского лучше всего судить по этому району.
При недостатке тепла у пределов произрастания, особенно на вертикальном пределе в горах, наблюдается разреженность древостоев кедра. Это связано с ухудшением условий роста. Точно так же реагирует кедр в худших условиях произрастания в более южных районах с лучшим климатом, например в сфагновых, травяно-болотных и долгомошниковых типах леса. Причем на севере и у вертикального предела в лучших местопроизрастаниях морфологический облик кедровников и деревьев кедра приобретает сходство с более южными кедровниками и деревьями. Крылов Г.В. [10] объясняет разреженность древостоев близ верхней границы леса не большим светолюбием кедра, а недостатком почвенного плодородия, из-за чего площади распространения корней кедра в тех условиях сильно расширяются. С изменением возраста от 1-2 до 15 лет, потребность в освещенности у кедра увеличивается почти в 15 раз. Аналогичное явление свойственно и другим темнохвойным породам, например пихте сибирской. В целом же кедр считается породой теневыносливой, и по этому признаку его ставят сразу же за пихтой и елью. Теневыносливость проявляется в способности его молодых поколений длительное время довольствоваться незначительной освещенностью под пологом верхних ярусов и образовывать сильно сомкнутые древостои с примесью пихты и ели.
По отношению к влаге кедр считается требовательной породой, в особенности к влажности воздуха [24]. По наблюдениям в Западной Сибири кедр не встречается в районах, где среднегодовая относительная влажность воздуха в 13 ч составляет менее 60%, а наименее влажного месяца – 50%. Наиболее крупные его массивы приурочены к хорошо дренированным, свежим, периодически влажным почвам близ рек и озер, по окраинам болот. Под действием лесных пожаров кедр постоянно вытесняется из экологически оптимальных дренированных условий произрастания. Поэтому около 50% кедровников размещается в заболоченных районах [32].
Кедровники в большинстве своем являются смешанными многовидовыми лесами. Сопутствующие породы – ель, сосна, береза, в меньших количествах – пихта, осина. Эдификаторную роль кедр начинает играть тогда, когда жизненный цикл лиственных и хвойных сопутствующих лесообразующих пород заканчивается и начинается их отпад в древостое.
Площадь района экологического оптимума по сравнению с площадью ареала невелика, а его расположение отчетливо сдвинуто к юго-западному краю ареала [10].