Древесная продуктивность

Содержание

 

Введение....................................................................................................... 3

Комплексные вырубки............................................................................ 4

Общие положения продуктивности леса................................................ 8

Древесная продуктивность...................................................................... 9

Биологическая продуктивность............................................................ 12

Экологическая продуктивность............................................................ 14

Комплексная продуктивность............................................................... 15

Экологическая сертификация лесоводственных систем....................... 17

Заключение................................................................................................ 20

Список использованной литературы........................................................ 22

Введение

 

Тема моего реферата – ускорение выращивания леса и повышение его продуктивности. Эта тема достаточно актуальна практически для любого работника лесного хозяйства. В своевременных условиях делается не достаточно много для восстановления вырубленных участков. Это связано не только с недостаточным финансированием данного направления, но и с недостатками законодательства, в результате чего происходит бесконтрольная вырубка.

В реферате будут рассмотрены комплексные вырубки, общие положения повышения продуктивности леса, древесная, биологическая, экологическая и комплексная продуктивность, экологическая сертификация лесоводственных систем.

 

Комплексные вырубки

 

Комплексная вырубка включает в себя одновременно черты рубки главного пользования и рубки ухода. Ее проводят на одной и той же площади в одно то же время. Наглядным примером комплексной рубки может служит рубка в двухъярусном древостое из спелой осины или березы (верхний ярус) и молодой ели (нижний ярус).

Возрастные придержки могут быть разными в разных географиче­ских районах. Интервалы между приемами рубки зависят от возрастных особенностей ярусов, типа леса, количества самосева и подроста, их воз­раста и размещения.

За последние годы вопрос о рубках в двухъярусных елово-лиственных и лиственно-еловых древостоях вновь стал предметом обсуж­дений и исследовательских работ научных учреждений. В настоящее время правильнее считать данные рубки не главными и не рубками ухода, а ком­плексными. Разумеется, конкретное выражение их может быть разным.

Если в прошлом уборку березы и осины производили преимущест­венно в целях ухода за елью и такая рубка не всегда оправдывалась эконо­мически, так как лиственные породы считались сорными, а ель надо было доращивать до пиловочных размеров, то в современных условиях осину, вырубаемую по достижении возраста технической спелости, можно ис­пользовать для производства сульфатной целлюлозы. Ель же, оставляемая на ускоренное доращивание, через несколько лет даст (в зависимости от ее возраста) ценное сырье для сульфитной целлюлозы.

Таким образом, комплексные рубки приобретают серьезное значение и в обеспечении текущих потребностей в сырье, и одновременно в ускоре­нии выращивания древесины для соответствующих отраслей промышлен­ности. В таежных районах и в зоне хвойно-широколиственных лесов этот путь может быть более эффективным, чем создание специальных планта­ций ели. В этих районах накопилось много различных объектов для прове­дения комплексных рубок. Прежде всего, это обширные площади сплош­ных рубок, на которых произошла смена пород, и формируются двухъярус­ные елово-лиственные древостой.

Объектом комплексных рубок могут быть не только двухъярусные (рассмотренные выше) древостой, но и смешанные из этих же пород древо­стой более сложного возрастного и морфологического строения. Происхож­дение таких древостоев также связано с антропогенным влиянием - проведе­нием условно сплошных и неурегулированных выборочных рубок и т.д. Для них характерны большая разновысотность деревьев, затрудняющая выделе­ние поколений и ярусов древостоя, преобладание ели в нижних ярусах.

В.И. Вохминцев, изучавший подобные древостой в Марий-Эл предложил прово­дить в них комплексные рубки путем вырубки некоторых спелых и перестойных де­ревьев с одновременным уходом за молодыми, средневозрастными и приспевающими деревьями. При этом рубка включала одновременно приемы рубок ухода и выборочных рубок главного пользования. Вырубали деревья плохого качества или мешающие росту лучших, перспективных, отобранных для оставления на корню. В.И. Вохминцев разра­ботал классификационные придержки для выделения деревьев. Разновозрастный дре­востой он условно разделил на три яруса верхний (первый), господствующий с деревь­ями спелыми, перестойными и частично приспевающими, средний (второй), представ­ленный деревьями среднего и частично приспевающего возраста, нижний (третий) включающий тонкомер и крупный подрост. В пределах каждого яруса выделены клас­сы деревьев; в первом - три класса, во втором и третьем - по два класса; они различа­лись по росту состоянию, качеству. Назначение деревьев в рубку начинали с верхнего яруса, равномерно изреживали второй ярус с расчетом формирования его состава пре­имущественно из хвойных пород. На корню оставляли лучшие деревья из всех ярусов. В зоне деятельности лесозаготовителей, особенно там, где сырьевая база уже истощена, в 2-3 приема вырубали спелые и перестойные деревья и одновременно обеспечивали уход за оставляемыми деревьями, интенсивность рубки 30—50 %, срок повторяемости 7-8 лет.

В лесах местного лесоотпуска с сохранением их защитных свойств комплексные рубки рекомендуется проводить с, интенсивностью изрежи-вания не более 20-25 % запаса, повторностью рубки через 10 и более лет.

Комплексные рубки, проводимые в елово-лиственных и лиственно-еловых лесах на северо-западе и севере европейской части России, также показали правомерность применения этих рубок в современных условиях.

Л.А. Кайрюкштис предложил двухцикловую шестиприемную рубку для двухъярусных лиственно-еловых древостоев на дренированных почвах без подроста. Первый цикл включает трехприемную вырубку верхнего яру­са. Затем в течение 20 лет насаждение дозревает. Рубки второго цикла про­изводятся в три приема. Они рассчитаны на возобновление леса. Конечная цель - образование елового древостоя с примесью березы. Здесь также ви­ден пример комплексной рубки, сочетающей главную рубку и рубку ухода в первом цикле и завершающейся главной рубкой во втором цикле.

Комплексные рубки могут применяться и в лесах иного состава и возрастной структуры. Они включают и выборку отдельных спелых и пе­рестойных деревьев в разновозрастном лесу любого состава, преследуя це­ли не только выборочных рубок как рубок главного пользования, но и ухо­да за деревьями разных поколений. Число приемов и интенсивность рубки зависят от состава ярусов, возрастной структуры, сомкнутости, густоты и других таксационных признаков древостоя, а также от состояния деревьев разных поколений, типов леса и лесорастительных условий.

В условиях дренированных почв, где формируются типы леса с вы­сокопродуктивными, более глубоко укореняющимися древостоями (брус­ничники, кисличники, сложные ельники и др.), рубка может быть более интенсивной. Опасность ветровала и ветролома надо предусматривать одновременно как для первого, так и для второго яруса. Здесь возможны раз­личные варианты рубки, например: полная уборка первого яруса в один прием при отсутствии опасности ветровала для второго (хвойного) яруса; рубка в 2-3 приема первого яруса при наличии опасности для второго яру­са; полная уборка в один прием первого яруса при состоянии, близком к естественному распаду, при его сильной зафаученности и опасности вет­ровала и ветролома. Наряду с этим следует учитывать состояние деревьев второго яруса, степень заглушения подроста и самосева. Надо предусмат­ривать также внесение поправок в проведение комплексных рубок в связи с возможными явлениями в осветленных местах задернения почвы, обра­зования корневых отпрысков осины и т.д.

Комплексные рубки возможны в лесах третьей и второй групп, а со­ответствующие модификации их (с углубленной индивидуализацией де­ревьев) - в лесах первой группы. Последнее подкрепляется рубками в ле­сах Швейцарии и других стран. Строго говоря, современные швейцарские рубки, при которых органично соединены задачи рубок главного и проме­жуточного пользовании, вполне можно считать комплексными.

Значение комплексных рубок в наших условиях возрастает в связи с изменениями, происшедшими за истекший век под влиянием интенсивной эксплуатации, особенно в северо-западных, среднерусских и северных рай­онах европейской части России. Здесь на значительных площадях на месте бывших хвойных лесов образовались и формируются лиственные и хвойно-лиственные леса. Комплексные рубки призваны сыграть сущест­венную роль в ускоренном восстановлении и выращивании ценных хвой­ных древостоев, своевременном использовании древесины лиственных по­род, сокращении сроков выращивания технически спелой древесины, по­вышении продуктивности лесов.

Комплексные рубки могут быть направлены и в сторону лучшего ис­пользования защитных свойств леса, повышения его экологической роли. Идея комплексных рубок может найти применение при разработке рубок ландшафтного назначения, а также других целей, связанных с рекреацион­ным назначением лесов.

При осуществлении комплексных рубок в настоящее время возни­кают те же проблемы, что и при других способах, - проблемы техники и технологии лесозаготовок. Дальнейшая разработка технологии комплекс­ных рубок с применением механизации должна быть направлена на вы­полнение ими своего назначения при минимальных потерях в виде повре­ждений самосева и подроста, второго яруса, деревьев, оставляемых на ус­коренное довыращивание. Это достижимо при применении легких манев­ренных трелевочно-валочных машин, строгом соблюдении правильного направления валки деревьев в целях сохранения оставляемых на корню де­ревьев, подроста и самосева, использовании машин с длинными стрелами, извлекающими деревья из леса без повала их на землю.

 

Одной из технологических разновидностей комплексной рубки в двухъярусных елово-лиственных древостоях можно считать чересполосно-пасечные рубки, предложенные П.В. Алексеевым. Опираясь на опыт постепенных рубок Кравчинского, он пошел по пути их лесоводственно-технологического упрощения применительно к сложившимся современ­ным производственным условиям.

Двухприемная равномерно-постепенная выборка лиственных пород заменена чересполосной сплошной их вырубкой в два приема узкими па­секами или полупасеками по схеме: в первый прием лиственные выруба­ются на четных пасеках, во второй - на нечетных.

Однако двухприемность здесь условна, и нужно отличать ее от двух-приемности при постепенных рубках, где приемы повторяются на одной и той же площади. В данном же случае речь идет о пространственной оче­редности рубки. Рубка предназначена для елово-лиственных (преимущест­венно елово-березовых) древостоев, в которых ель моложе лиственных и находится во втором ярусе под угнетающим влиянием последних. Рубку проводят в типах леса с дренированными почвами. Пасеки располагают в широтном направлении, что предохраняет второй ярус ели от иссушающих ветров и полуденного солнца (рис. 1).

В первый прием лиственные вырубают чересполосно на половине пасек. Второй прием проводят через 5-7 лет, когда ель на вырубленных па­секах буйно тронется в рост и сомкнется. К этому времени осветление ели происходит частично и на нерубленных полосах елово-лиственного древо­стоя под влиянием бокового освещения прямыми солнечными лучами с юга и рассеянного света с севера. Боковое освещение положительно сказы­вается на приросте ели в высоту с юга на расстояние в глубь леса 9-11 м с юга, на 4-6 м с севера.

 

Рис. 44. Схема освещенности второго яруса ели в полдень после первого приема рубки (по Алексееву): р - высота Солнца летом в полдень (угол между направлением на Солнце в середине лета в 12 ч и плоскостью горизонта); Н^(вс1) - средняя высота де­ревьев лиственного полога; h - средняя высота елочек из второго яруса; Т^(a1c1) - полуденная тень от лиственных деревьев; Т(^АС) - длина полуденной тени на средней высоте второго яруса ели; Кр - средняя длина кроны березы.

Чересполосно-пасечные рубки предложены и проведены П.В. Алек­сеевым в двух вариантах: полупасечные рубки; рубки целыми пасеками. При первом варианте рубки ведутся полупасеками шириной 15-20 м в рас­чете на затенение сохраняемого второго яруса ели в полдень. Не меньшее значение для сохранности ели имеют и уменьшение скорости ветра между оставляемыми пасеками, а также повышение влажности воздуха (послед­нее может иметь ощутимое значение в южнотаежной подзоне и в зоне смешанных хвойно-широколиственных лесов).

В первый прием разрубают 4-5-метровые пасечные волоки, на кото­рые валят деревья с южных полупасек. Полосы елово-лиственного древо­стоя на северных полупасеках остаются до следующего приема рубки; они предназначены защищать второй ярус и подрост ели.

Комплексные рубки не надо смешивать с комбинированными рубка­ми. Последние применяют в виде сочетаний различных вариантов в преде­лах рубок главного пользования или рубок ухода. Так, например, при глав­ных рубках комбинированные могут быть в виде сочетаний элементов выборочной и постепенной рубок, постепенной равномерной и неравно­мерной, сплошно-лесосечной и каймовой и т.д., при рубках ухода - в виде сочетаний низового и верхового принципов прореживаний. Комплексные рубки нельзя также смешивать с поквартальным методом, который являет­ся формой организации лесохозяйственных мероприятий (в том числе тер­риториального размещения разных способов рубок) в границах квартала.

Итак, комплексные рубки отличаются большой пластичностью, воз­можностью охвата различных по своему характеру объектов применения рубок - от их промышленного акцента до рубок защитно-экологического назначения.

Роль и значение комплексных рубок, их масштабы будут возрастать, так как в современном лесоводстве отчетливо наметились тенденции к ос­лаблению граней между главным и промежуточным пользованием, к сближению задач возобновления, воспитания и использования леса в еди­ной системе.

 

Общие положения продуктивности леса

Повышение продуктивности лесов - одна из самых важных и труд­ных проблем современного лесоводства и решается с учетом природных, экономических и социальных условий. Принято различать фактическую и потенциальную продуктивность леса.

Фактическая продуктивность характеризуется реальной продукци­ей, создаваемой данным (обычно модальным) насаждением. Однако при освоении леса и его использовании в эту фактическую природную продук­тивность необходимо внесение поправок в связи с различиями в степени использования продукции. Так, например, спелый древостой с реально сложившейся продуктивностью в одних случаях используется практически полностью без существенных потерь, в других - с большими потерями (при лесозаготовках, транспортировке, складировании, переработке и пр.). Поэтому предотвращение разного рода потерь, снижающих в конечном счете прямо или косвенно продуктивность леса, надо рассматривать как неотъемлемую часть общей проблемы повышения продуктивности лесов.

Потенциальная продуктивность означает максимально возможную в данных условиях продуктивность насаждения, достижимую при наибо­лее полном использовании им почвенного плодородия. При достижении потенциальной продуктивности тем более нетерпимы последующие поте­ри от нерационального использования древесины.

До недавнего времени понятие «продуктивность леса» в практике лесного хозяйства относилось только к древесине. Теперь в него включают все полезности леса. Опираясь на научные достижения конца первой и ис­текшей части второй половины XX в., в особенности на учение о биогеоценозе и экосистеме, а также на экономические подходы к оценке продук­тивности леса, на его возросшее многостороннее значение и использование, можно выделить следующие виды продуктивности: древесную, биологическую, экологическую, комплексную.

Главная задача и в настоящее время сводится к повышению продук­тивности основного компонента леса - древостоя; к получению наиболь­шего количества древесины с единицы площади и лучшего ее качества; к уменьшению потерь в общем балансе выращиваемой и получаемой древе­сины. Древесная продуктивность определяет и другие виды продуктивно­сти леса. Растет и значение новых видов продуктивности леса, особенно в свете проблем современной экологии.

Древесная продуктивность

Древесная продуктивность связана с деятельностью камбия — проду­цированием древесной массы на единице площади в определенный отрезок времени. Ее выражают обычно в объемных, реже весовых показателях. При этом используют и вспомогательные показатели — линейные (рост в высоту, по диаметру и др.), в квадратных мерах (площадь поперечного се­чения древесных стволов на единице площади). Физический смысл дре­весной продуктивности раскрывается через величину текущего прироста по объему и запаса древостоя в спелом возрасте, через суммарный запас на весь период выращивания с учетом промежуточного и главного пользова­ния. В большинстве своем эти показатели относятся к стволовой древеси­не. Хотя древесная продуктивность в широком понимании может включать также и пневую древесину, и составные части кроны, часто приходится их отчленять и относить к другому виду продуктивности.

Древесная продуктивность зависит от условий произрастания - клима­тических и почвенных, других внешних факторов, особенно антропогенных, которые нужно направлять на повышение продуктивности леса, но при их стихийном проявлении они, наоборот, нередко приводят к ее снижению.

Объективные показатели древесной продуктивности - бонитет и тип леса. Они в большей степени определяют возможности и пути повышения продуктивности.

Выявление в природе высокопродуктивных древостоев, эталонных лесов (Лосицкий и Чуенков, 1973) может быть ориентиром для установле­ния потенциальной продуктивности леса. Но искомая потенциальная про­дуктивность может быть и более высокой, чем продуктивность эталонного древостоя, если выполнять специальные мероприятия, направленные на повышение продуктивности леса, например, путем внесения удобрений, ра­зумеется, с учетом природных условий и характера леса.

Еще более разительный контраст в сравнении с природным эталон­ным древостоем может оказаться при удачном создании плантационного древостоя с применением соответствующей агротехники, селекции и других современных средств. Этим сравнением не подчеркивается непременность преимуществ плантационного метода перед традиционными путями образования и создания лесов. Плантация - не панацея. Но можно отме­тить многообразие путей повышения продуктивности лесов и возможность выбрать наиболее приемлемые из них для конкретных условий места и времени - природных, экономических и др.

Предлагаемая система повышения древесной продуктивности вклю­чает четыре направления:

I - рациональное использование лесов и борьба с потерями;

II - ускорение роста лесов путем воздействия на условия их произра­стания;

III - ускорение восстановления и формирования древостоев;

IV - создание, обновление и улучшение состава древостоев путем введения быстрорастущих, высокопродуктивных, устойчивых древесных пород.

Каждое направление складывается из ряда различных мероприятий и подходов. Эта система получила одобрение на VI Мировом лес­ном конгрессе.

В приведенную систему входят все основные лесохозяйственные ме­роприятие.

Без рационального лесопользования трудно добиться эффективного повышения продуктивности леса. Точно так же успех решения этой про­блемы связан и с мероприятиями по борьбе с потерями древесины в про­цессе производства; здесь необходимы организационно-технологи­ческие меры.

Из потерь от грибных заболеваний в хвойных лесах умеренных и бореальных широт Северного полушария наиболее ощутимы потери от корне­вой губки. Поиски борьбы с нею наука ведет на международном уровне, имеющиеся рекомендации дают пока лишь частичные решения, и специали­стам нельзя ослаблять внимание к этому все более угрожающему явлению.

Потери от лесных пожаров интенсивно изучаются в России и ряде других стран. В нашей стране разработана классификация типов горелых лесов с установлением динамики разрушений древесины и сроков ее ис­пользования.

Одно из наиболее действенных средств повышения продуктивности лесов - лесоосушительная мелиорации. Ее нельзя упрощать. Задача является сложной в научном, техническом и экономическом отношении. Болотные и заболоченные леса характеризуются существенными разли­чиями в лесорастительных условиях, они различны по реакции на степень и характер осушения. Без учета природы болот и заболоченных лесов, осо­бенностей заболачивания, биологических и других различий осушение за­болоченных земель и лесов не всегда бывает эффективным. В одних типах леса действен один метод осушения, в других - другой, в третьих необхо­димо комплексное воздействие и т.д. Разный эффект осушение дает в раз­личных по составу и возрасту древостоях, при их различном возрастном строении. Все это вызывает необходимость глубокого раскрытия природы заболоченных лесов, их правильной диагностики и классификации. Могут быть такие обстоятельства, при которых осушение отрицательно сказыва­ется на общем гидрологическом режиме территории.

Интенсивное осушение заболоченных лесов и болот без учета их диф­ференциации в некоторых районах европейской тайги и хвойно-широ-колиственных лесов не улучшило условий для роста древостоев, но привело к исчезновению таких ценных ягод, как клюква, морошка, голубика.

В настоящее время большое значение приобретает сочетание лесо-осушительных мелиорации с другими мероприятиями, например с внесе­нием удобрений. Применение удобрений в целях повышения продук­тивности лесов представляет все больший интерес.

Применение удобрений в сосняках и ельниках (Германия) показало возможность повышения прироста на бедных пестрых подзолистых песчаниках на 30-50 % (на 4-5 м3 на 1 га) в год.

В странах Северной Европы вносят удобрения в средневозрастные и приспе­вающие древостой за несколько лет до рубки в целях получения дополнительного при­роста. Подобные исследования проводятся и в России. Опыт (как зарубежный, так и отечественный) показал возможность высокой экономической эффективности и заслу­живает внимания.

Еще на XIV конгрессе Международного союза лесных исследовательских орга­низаций, состоявшемся в 1967 г. в Мюнхене (Германия), отмечалось, что с внесением 150 кг азота на 1 га в еловых лесах Скандинавии годичный прирост увеличивался на 3 м. Опыты по удобрению с воздуха лесов, используемых для целлюлозно-бумажной промышленности в Западной Канаде, также дали значительный эффект. В Швеции в производственных масштабах начали проведение подобных опытов некоторые целлю­лозно-бумажные фирмы. Из азотных удобрений очень хорошие результаты дало при­менение мочевины. Опыты с внесением удобрений в средневозрастные и приспеваю­щие леса проводятся в нашей стране.

Для установления вносимых удобрений, их дозировки необходимо дифференцированное изучение почвенных условий, изменения их в про­странстве и во времени в различных типах леса. При этом важно полнее раскрыть природу биологического круговорота веществ в лесу. Знание па­раметров биологического круговорота не только расширит при оценке лесорастительного эффекта, прогнозировании продуктивности древостоев, но и позволит рационально регулировать биологический кру­говорот в лесу в целях повышения его продуктивности.

Из теоретических исследований в направлении повышения продук­тивности лесов все большее значение приобретает изучение фотосинтеза и деятельности камбия древесных пород в различных лесорастительных ус­ловиях, а на основе этого изучения - применение методов воздействия на камбий в желательном для лесного хозяйства направлении. Здесь речь идет не только о количественной, но и о качественной стороне прироста, так как с деятельностью камбия связаны, например, соотношение ранней и позд­ней древесины в годичных слоях, утолщение клеточных оболочек и т.д.

Посредством применения лесоосушительных мелиорации, удобре­ний, прореживаний и других мероприятий с учетом природных условий можно эффективно воздействовать на камбий и формирование прироста, а следовательно, целенаправленно влиять на повышение количественной и качественной продуктивности лесов.

Ускорение восстановления и формирования древостоев (III) включа­ет известные лесоводственные мероприятия и не требует пояснений. Они реальны для осуществления.

IV направление повышения продуктивности леса опирается главным образом на использование возможностей селекции, генетики, интродук­ции. Это перспективный путь повышения древесной продуктивности. Практические возможности пока еще во многом ограничены, но расшире­ние их возможно. Об этом свидетельствуют интродукционные отечествен­ные и зарубежные опыты с хвойными (лиственница, сосна, особенно сосна скрученная, дугласия и др.), а также селекционные и географические опы­ты с лиственными породами (тополь, эвкалипт, ива и др.).

Использование системы повышения древесной продуктивности должно строиться на комплексной основе: в зависимости от конкретных (географических и пр.) условий устанавливается определенный набор ме­роприятий в границах как одного, так и нескольких направлений.