480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Гуталь Марко Миливоевич. Жизнеспособность и структура подроста ели под пологом древостоев и на вырубках: диссертация... кандидата сельскохозяйственных наук: 06.03.02 / Гуталь Марко Миливоевич;[Место защиты: Санкт-Петербургская государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова http://spbftu.ru/science/sovet/D21222002/dis02/].- Санкт-Петербург, 2015.- 180 с.

Введение

1 Состояние проблемы 9

1.1 Общие сведения о еловых фитоценозах 9

1.2 Подрост ели 11

1.2.1 Особенности возрастной структуры подроста ели 12

1.2.2 Особенности светового режима под пологом ельников 16

1.2.3 Жизнеспособность подроста ели 22

1.2.4 Численность подроста ели 25

1.2.5 Влияние типа леса на подрост ели 27

1.2.6 Особенности развития подроста ели под пологом древостоя 30

1.2.7 Влияние растительности нижних ярусов на подрост ели 33

1.2.8 Влияние хозяйственных мероприятий на подрост ели 35

2 Программа и методика исследований 39

2.1 Программа исследований 39

2.2 Исследование лесного фитоценоза по структурным элементам 40

2.2.1 Определение основных характеристик древостоя 40

2.2.2 Учет подроста 41

2.2.3 Учет подлеска и живого напочвенного покрова 46

2.2.4 Определение биометрических показателей хвои 49

2.3 Объекты исследований 51

2.4 Объем выполненных работ 51

3 Динамика состояния подроста ели под пологом древостоя .

3.1 Динамика жизненного состояния подроста ели по результатам длительных исследований 53

3.2 Закономерности изменения жизнеспособности елового подроста в связи с типом леса 69

3.3 Влияние материнского полога на динамику состояния и структуру подроста ели

3.4 Связь жизнеспособности подроста ели с величиной среднего прироста за период 3, 5 и 10 лет.

3.5 Возрастная структура как индикатор состояния подроста 86

3.6 Структура по высоте подроста как индикатор состояния 89

3.7 Сравнительный анализ состояния и структуры подроста ели в ельниках Лисинского и Карташевского лесничеств 93

4 Влияние хозяйственых мероприятий на численность и жизнеспособность подроста ели

4.1 Влияние рубок ухода на динамику жизнеспособности подроста ели 105

4.2 Изреживание подлеска – как мера содействия естественному возобновлению ели 122

5 Динамика состояния подроста ели на вырубке 127

5.1 Особенности структуры и состояния подроста ели 127

5.2 Зависимость динамики состояния подроста ели от давности рубки 134

6 Биометрические характеристики хвои как индикатор жизнеспособности подроста ели

6.1 Биометрические показатели хвои под пологом и на вырубке 140

6.2 Биометрические показатели хвои жизнеспособного и нежизнеспособного подроста ели.

Список литературы

Особенности светового режима под пологом ельников

Ель – это одна из главных лесообразующих пород на территории РФ, занимающая четвертое место по занимаемой площади, уступая только лиственнице, сосне и березе. Ель произрастает от тундры до лесостепи, но именно в таежной зоне в наибольшей степени проявляется ее лесообразующая и эдификаторная роль. Род ель (Picea Dietr.) относится к семейству сосновых (Pinacea Lindl.). Отдельные представители рода ели ведут свое начало с мелового периода, то есть 100-120 миллионов лет назад, когда у них был один общий ареал на евроазиатском континенте (Правдин, 1975).

Ель европейская или обыкновенная – (Picea abies (L.) Karst.) широко распространена на северо-востоке Европы, где образует сплошные лесные массивы. В Западней Европе хвойные леса не являются зональным типом растительности, и там имеет место вертикальная дифференциация. Северная граница ареала в России совпадает с границей лесов, а южная доходит до чернозмной зоны.

Ель обыкновенная – дерево первой величины с прямым стволом, конусовидной кроной и не строго мутовчатым ветвлением. Максимальная высота достигает 35-40 метров в равнинных условиях, а в горах встречаются экземпляры высотой до 50 м. Самое старое известное дерево имело возраст 468 лет. Однако, возраст более 300 лет очень редок, а в полосе хвойно-широколиственных лесов снижается до 120-150 (180) лет (Казимиров, 1983).

Ель обыкновенная характеризуется относительно большой пластичностью корневой системы, способной приспосабливаться к различным почвенным условиям. Корневая система чаще всего поверхностная, но на хорошо дренированных почвах нередко развиваются и сравнительно глубокие вертикальные ответвления (Шубин, 1973). Ствол ели обыкновенной – полнодревесный, покрыт относительно тонкой зелено-коричневой, коричневой или серой корой. Кора ели обыкновенной – гладкая, но с возрастом становится чешуйчатой и бороздчатой.

Ростовые почки небольшие – от 4 до 6 миллиметров, яйцевидно-конические, рыжие с сухими чешуйками. Репродуктивные почки более крупные и достигают 7-10 миллиметров.

Xвоя у ели обыкновенной четырехгранная, острая, темно-зеленая, жесткая, блестящая, длиной до 10-30 мм и толщиной 1-2 миллиметра. Держится на побегах 5-10 лет и опадает в течение всего года, но наиболее интенсивно с октября по май.

Ель обыкновенная цветет в мае – июне. Шишки созревают осенью на следующий год после цветения, семена выпадают в конце зимы и ранней весной следующего года. Мужские колоски удлиненной цилиндрической формы расположены на побегах прошлого года. Шишки веретенообразно цилиндрической формы, длиной от 6 до 16 и диаметром от 2,5 до 4 сантиметров, расположены на концах ветвей. Молодые шишки бывают светло-зеленые, темно фиолетовые или розоватые, а зрелые принимают иной оттенок светло-бурого или красно-бурого цвета. Зрелые шишки содержат на стержне от 100 до 200 семенных чешуек. Семенные чешуйки – одревесневшие, обратнояйцевидные, цельнокрайние, по верхнему краю мелкозазубренные, выемчатые. На каждой семенной чешуе содержатся 2 углубления для семян (Казимиров, 1983). Семена ели обыкновенной коричневого цвета, относительно небольшие, длиной от 3 до 5 миллиметров. Масса 1000 семян от 3 до 9 грамм. Всхожесть семян варьируется от 30 до 85 процентов в зависимости от условий произрастания. Условия произрастания детерминируют и наличие повторения урожайных годов, которые наступают в среднем через каждые 4-8 лет.

Ель обыкновенная – вид, произрастающий на относительно большом ареале, в различных почвенных и климатических условиях. В результате этого ель обыкновенная отличается большой внутривидовой полиморфностью (по типу ветвления, окраске шишек, строению кроны, фенологии и т.д.), следовательно, и наличием большого числа экотипов. По отношению к температуре воздуха ель обыкновенная теплолюбивая, но в тоже время – холодостойкая порода, произрастающая в зоне умеренного и прохладного климата со средней годовой температурой от -2,9 до +7,4 градусов и температурой самого теплого месяца в году от +10 до +20 градусов (Чертовской, 1978). Ареал ели обыкновенной распространяется в диапазоне от 370 до 1600 мм выпадающих осадков в год.

Вопрос увлажнения почвы тесно связан с ее аэрацией. Ель обыкновенная хоть и способна расти в условиях избыточного увлажнения, но хорошей продуктивности следует ожидать только в тех случаях, где вода проточная. На сырых почвах ель вываливается уже при скорости 6-7 метров в секунду, а на свежих и сухих почвах выдерживают потоки ветра скоростью 15 метров в секунду. Скорость ветра более 20 метров в секунду вызывает массовый повал.

Наиболее интенсивным ростом ель обыкновенная отличается на супесчаных и суглинистых почвах, подстилаемых на глубине 1-1,5 метров глинами или суглинками. Следует отметить, что строгих правил требовательности к почве ее сложению и механическому составу как таковых нет, поскольку требовательность ели к почве несет зональный характер. Ель обыкновенная имеет высокий порог толерантности к кислотности почвы и способна произрастать при колебаниях pH от 3,5 до 7,0. Ель обыкновенная относительно требовательна к минеральному питанию (Казимиров, 1983).

Учет подлеска и живого напочвенного покрова

Неоднородность качественных и количественных характеристик подроста выражается, в первую очередь, через понятие жизнеспособность подроста. Жизнеспособность подроста по «Энциклопедии лесного хозяйства» (2006) представляет собой способность молодого поколения материнского подроста существовать и функционировать в меняющихся условиях среды.

Многие исследователи, такие как И.И. Гусев (1998), М.В. Никонов (2001), В.В. Горошков (2003), В.А. Алексеев (2004), V.A. Alexeyev (1997) и другие отмечали, что изучение качественных параметров ельников, по большому счету, сводится к изучения состояния древостоев.

Состояние древостоя является последствием сложных процессов и этапов, через которые проходит растение от своего зачатка и образования семени до перехода в господствующий ярус. Этот длительный процесс метаморфозов растения требует разделения на различные этапы, каждый из которых нужно изучать в отдельном порядке.

Таким образом, можно констатировать, что понятию жизнеспособность и состояние подроста уделяется сравнительно мало внимания (Писаренко, 1977; Алексеев, 1978; Калинин, 1985; Пугачевский, 1992; Грязькин, 2000, 2001; Григорьев, 2008).

Большинство исследователей утверждает, что под пологом спелых древостоев имеется достаточное количество жизнеспособного подроста ели, однако при этом чаще всего не выявляется взаимообусловленность состояния подроста и его пространственного распределения от характеристик материнского древостоя.

Есть и исследователи не утверждающие, что под пологом материнского древостоя должен быть жизнеспособный подрост способный полноценно заменить в перспективе материнский древостой (Писаренко, 1977; Алексеев, 1978; Пугачевский, 1992).

Колебания по высоте и групповое распределение подроста ели позволили некоторым авторам утверждать, что подрост ели в целом не способен обеспечить предварительное возобновление при условии интенсивных лесозаготовительных работ (Мойланен, 2000).

Еще исследования Варгаса де Бедемара (1846) установили, что число стволов с возрастом резко снижается, и что из проросших всходов в процессе естественного отбора и дифференциации к возрасту спелости сохраняется всего лишь около 5 процентов.

Процесс дифференциации наиболее выражен в «молодости» насаждения, где в наибольшей степени выделяются угнетенные классы по состоянию, и постепенно захватывает «старость». По словам Г.Ф. Морозова, который ссылается на более ранние работы Я.С. Медведева (1910) в данном направлении, общей чертой подроста растущего в насаждении является угнетенность. Свидетельством этому является тот факт, что в возрасте 60-80 лет подрост ели под пологом очень часто не превышает 1-1,5 м, тогда как подрост ели на воле в этом же возрасте достигает высоты 10-15 метров.

Однако, Г.Ф. Морозов (1904) отмечает, что производительность и продуктивность отдельных экземпляров подроста может измениться и в лучшую сторону, стоит только изменить условия среды. Все экземпляры подроста, различной степени угнетенности, отличаются от подроста на воле по морфологическим характеристикам вегетативных органов, в т.ч. меньшим количеством почек, иной формой кроны, слабо развитой корневой системой и так далее. Такие морфологические изменения у ели, как образование зонтикообразной кроны, развивающейся в горизонтальном направлении, является приспособлением растения к максимально эффективному использованию «скудного» света, проникающего к подросту. Изучая поперечные разрезы стволиков подроста ели, растущего в условиях Ленинградского округа (Охтинская дача), Г.Ф. Морозов отмечал, что у отдельных экземпляров годичные слои были густо сомкнуты на начальном этапе жизни (что свидетельствует о степени угнетенности растения), а затем резко расширялись в результате некоторых лесохозяйственных мероприятий (в частности изреживания), изменяющих условия среды.

Подрост ели, резко оказавшись на открытом пространстве, погибает и от излишнего физиологического испарения в силу того, что на открытых участках этот процесс протекает с большей активностью, к которой подрост, растущий под пологом, не приспособлен. Чаще всего этот подрост погибает в результате резкого изменения обстановки, но, как отмечал Г. Ф. Морозов, в некоторых случаях, после долгой борьбы, он начинает оправляться и выживает. Возможность подроста выжить в таких обстоятельствах определяется рядом факторов, таких как степень его угнетенности, степень резкости изменения условий среды, и, конечно биотическими и абиотическими факторами, влияющими на рост и развитие растения.

Отдельные экземпляры подроста часто сильно различаются в пределах одного массива таким образом, что один экземпляр подроста, отмеченный до рубки как нежизнеспособный, оправился, а другой так и остался в категории нежизнеспособного. Подрост ели, образовавшийся на плодородных почвах под пологом березы или сосны, часто не реагирует на удаление верхнего яруса, т.к. световой дефицит не испытывал даже при его наличии (Cajander, 1934, Vaartaja, 1952). После буферного периода адаптации прирост подроста в высоту многократно увеличивается, но мелкий подрост требует больше времени для функциональной реструктуризации вегетативных органов (Koistinen и Valkonen, 1993).

Косвенное подтверждение факта выраженной способности подроста ели менять категорию состояния в лучшую сторону дал P. Mikola (1966), отмечая, что значительная часть забракованных ельников (исходя из состояния подроста), в процессе лесоинвентаризации Финляндии, признана позже пригодной для лесовыращивания.

Возрастная структура как индикатор состояния подроста

В зависимости от структуры насаждения под полог ельников может проникать от 3 до 17 процентов фотосинтетический активной радиации. Нужно также отметить, что по мере ухудшения эдафических условий уменьшается и степень поглощения этой радиации (Алексеев, 1975).

Средняя освещенность в нижних ярусах ельников в черничных типах леса чаще всего не превышает 10 %, а это, в свою очередь, в среднем обеспечивает минимальную энергию годового прироста, который составляет от 4 до 8 см (Чертовской, 1978).

Исследования в Ленинградской области, проведенные под руководством А.В. Грязькина (2001) показывают, что относительная освещенность на поверхности почвы под пологом древостоев составляет 0,3-2,1% от полной, а этого недостаточно для успешного роста и развития молодого поколения ели. Данные экспериментальные исследования показали, что годовой прирост молодого поколения ели увеличивается с 5 до 25 см при увеличении проникающего под полог света с 10 до 40%.

Жизнеспособный подрост ели в подавляющем большинстве случаев растет только в окнах полога елового древостоя, поскольку в окнах подрост ели не испытывает недостатка света, а к тому же напряженность корневой конкуренции там значительно ниже, нежели в приствольной части древостоя (Мелехов, 1972).

В.Н. Сукачев (1953) утверждал, что гибель подроста в большей степени определена корневой конкуренцией материнских деревьев, а только потом дефицитом света. Такое утверждение он подкреплял фактом, что на самых ранних этапах жизни подроста (первые 2 года) «происходит сильный отпад ели независимо от освещенности». Такие авторы как Е.В. Максимов (1971), В.Г. Чертовский (1978), А.В. Грязькин (2001), К.С. Бобкова (2009) и другие подвергают сомнению подобные предположения.

По данным Е.В. Максимова (1971), нежизнеспособным подрост становится при освещенности от 4 до 8 % от полной. Жизнеспособный подрост формируется в просветах между кронами взрослых деревьев, где освещенность составляет в среднем 8-20%, и характеризуется световой хвоей и хорошо развитой корневой системой. Иными словами, жизнеспособный подрост приурочен к просветам в пологе, а сильно-угнетенный подрост находится в зоне плотной сомкнутости верхних ярусов (Бобкова, 2009).

В.Г. Чертовской (1978) также утверждает, что на жизнеспособность ели решающее влияние оказывает свет. По его доводам, в среднеплотных насаждениях жизнеспособный подрост ели обычно составляет более 50-60% от общего количества. В сильно сомкнутых ельниках преобладает нежизнеспособный подрост.

Исследования в Ленинградской области показали, что режимом освещенности, т.е. сомкнутостью полога, определяется доля жизнеспособного подроста. При сомкнутости полога 0,5-0,6 преобладает подрост высотой более 1 м. При этом доля жизнеспособного подроста превышает 80%. При сомкнутости 0,9 и более (относительная освещенность менее 10%) жизнеспособный подрост чаще всего отсутствует (Грязькин, 2001).

Однако, не стоит недооценивать и другие экологические факторы, такие как структура почвы, ее влажность, а также температурный режим (Рысин, 1970; Пугачевский, 1983, Haners, 2002).

Хоть ель и относится к теневыносливым породам, подрост ели в высокоплотных насаждениях все же испытывает большие трудности при низкой освещенности. В результате качественные характеристики подроста в плотных насаждениях заметно хуже по сравнению с подростом, растущим в среднеплотных и низкоплотных насаждениях (Вялых, 1988).

По мере роста и развития подроста ели порог толерантности к низкому освещению снижается. Уже в возрасте девяти лет резко увеличивается потребность подроста ели в освещенности (Афанасьев, 1962).

От плотности древостоев зависят размер, возраст и состояние подроста. Большинство спелых и перестойных хвойных насаждений характеризуется разновозрастностью (Пугачевский, 1992). Наибольшее количество особей подроста встречается при полноте 0,6-0,7 (Атрохин, 1985, Касимов, 1967). Эти данные подтверждаются и исследованиями А.В. Грязькина (2001), которые показали, что «оптимальные условия для формирования жизнеспособного подроста численностью 3-5 тыс. экз./га складываются под пологом древостоев полнотой 0,6-0,7».

Н.Е. Декатов (1931) утверждал, что основной предпосылкой для появления жизнеспособного подроста ели в кисличном типе леса, является то, чтобы полнота материнского полога была в диапазоне 0,3-0,6.

Жизнеспособность, следовательно, и прирост в высоту во многом детерминированы плотностью насаждения, о чем свидетельствуют исследования А.В. Грязкина (2001). По данным этих исследований, прирост нежизнеспособного подроста в ельниках-кисличниках при относительной полноте древостоев 0,6 такой же, как и прирост жизнеспособного подроста, при полноте ельника кисличника 0,7-0,8.

В ельниках черничного типа леса с увеличением полноты древостоя, средняя высота подроста уменьшается и эта зависимость близка к линейной связи (Грязькин, 2001).

Исследования Н.И. Казимирова (1983) показали, что в ельниках лишайниковых полнотой 0,3-0,5 еловый подрост редкий и качественно неудовлетворительный. Совершено иначе обстоит ситуация с кисличниками, а особенно с брусничным и черничным типами леса, где несмотря на высокую сомкнутость имеется достаточное количество подроста удовлетворительного по жизненному состоянию.

Зависимость динамики состояния подроста ели от давности рубки

С увеличением относительной полноты древостоя увеличивается и доля среднего и крупного жизнеспособного подроста ели, поскольку конкуренция за свет в столь сомкнутом пологе больше всего отражается на мелком подросте. При высокой полноте древостоя доля нежизнеспособного мелкого подроста ели также весьма велика. Однако, эта доля значительно больше при небольшой относительной полноте, поскольку в таких световых условиях увеличивается конкуренция, от которой в первую очередь страдает мелкий подрост.

С увеличением относительной полноты древостоя доля мелкого нежизнеспособного подроста изменяется следующим образом: при небольшой полноте доля мелкого нежизнеспособного подроста наибольшая, затем она падает и минимума достигает при полноте 0,7, а затем снова увеличивается при увеличении полноты (рисунок 3.40).

Распределение подроста ели по категориям состояния и крупности подтверждает, что жизненный потенциал подроста выросшего в условиях Лисинского лесничества больше, чем подроста ели в Карташевском лесничестве. Это особенно четко прослеживается по высотной структуре подроста, поскольку доля среднего и крупного подроста ели, как правило, больше на лисисинских объектах при аналогичных лесорастительных условиях (рисунки 3.39-3.40).

О лучшем жизненном потенциале подроста ели на лисинских объектах свидетельствуют и темпы роста подроста, которые показаны на рисунках 3.41-42. Для каждой группы возраста вне зависимости от жизненного состояния средняя высота подроста ели на лисинских объектах больше средней высоты подроста выросшего в условиях Карташевского лесничества. Это лишний раз подтверждает тезис, что в относительно менее благоприятных условиях среды (с точки зрения влажности почвы и ее плодородия – более близких к черничному типу леса) подрост ели способен больше проявить свои конкурентные способности. Отсюда следует, что и изменения, происходящие в пологе в результате антропогенного или иного воздействия, более положительный результат дают в контексте улучшения состояния подроста ели в условиях Лисинского, нежели Карташевского лесничества.

1. На каждом этапе развития численность подроста, как и структура по высоте, по возрасту на опытных участках меняются разнонаправленно. Однако выявлена определенная закономерность: чем больше изменяется численность подроста (после урожайных семенных лет она резко увеличивается), тем сильнее меняется структура подроста по высоте и возрасту. Если при увеличении численности подроста за счет самосева происходит существенное уменьшение средней высоты и среднего возраста, то при уменьшении численности в результате отпада, средняя высота и средний возраст могут увеличиваться – если в отпад переходит преимущественно мелкий подрост, или уменьшаться – если в отпад переходит преимущественно крупный подрост.

2. За 30 лет численность подроста под пологом ельника кисличника и ельника черничника изменялась, в этом компоненте фитоценоза смена поколений идет непрерывно - основная часть старшего поколения переходит в отпад, а подрост новых генераций регулярно появляется и в первую очередь - после обильного урожая семян.

3. За три десятилетия состав подроста на объектах наблюдений изменился значительно, доля лиственных пород заметно увеличилась и достигла 31- 43 % (после проведенной рубки). В начале эксперимента она не превышала 10%.

4. На секции А экологического стационара численность подроста ели за 30 лет увеличилась на 2353 экземпляра, а с учетом сохранившихся модельных экземпляров общая численность подроста ели к 2013 году составила 2921 экз./га. В 1983 году всего было 3049 экз./га.

5. За три десятилетия под пологом ельника-черничника и ельника кисличника доля подроста, перешедшего из категории «нежизнеспособный» в категорию «жизнеспособный» составила 9 % на секции А, 11% на секции Б и 8 % на секции В, т.е. в среднем около 10%. Исходя из общей численности подроста на опытном участке 3-4 тыс./га, эта доля существенна и заслуживает внимания при проведении учетных работ при оценке успешности естественного возобновления ели в указанных типах леса. 103 6. Из категории «жизнеспособный» в категорию «нежизнеспособный» за указанный период времени перешло от 19 до 24 %, а сразу из категории «жизнеспособный» в категорию «сухой» (минуя категорию «нежизнеспособный») – от 7 до 11 %. 7. Из общего количества растущего подроста на секции А (1613 экземпляров) перешло в отпад 1150 экземпляров подроста разной высоты и разного возраста, т.е. около 72 %. На секции Б – 60 %, а на секции В – 61 %. 8. В ходе наблюдений доля сухого подроста увеличивалась с увеличением высоты и возраста модельных экземпляров. Если в 1983-1989 гг. она составляла 6,3-8,0 % от общего количества, то к 2013 году к сухому подросту относилось уже от 15 (ельник черничник) до 18-19 % (ельник кисличник). 9. Из общего количества паспортизированного подроста на секции А, деревьями перечетных размеров стали 127 экземпляра, т.е. 7,3 %. Из них большую часть (4,1 %) составляют те экземпляры, которые перешли в разные годы из категории «нежизнеспособный» в категорию «жизнеспособный». 10. Многократность учета одних и тех же экземпляров подроста ели в течение длительного периода времени позволяет указать на основные причины переходов из категории «нежизнеспособный» в категорию «жизнеспособный». 11. Изменение структуры подроста по высоте и по возрасту, колебание численности – процесс динамичный, при котором одновременно совмещается два взаимно противоположных процесса: отпад и приход новых поколений подроста. 12. Переходы подроста из одной категории состояния в другую, как правило, чаще происходит среди мелкого подроста. Чем меньше возраст подроста, тем вероятнее позитивный переход. Если за первые 6 лет наблюдений из категории «НЖ» перешло в категорию «Ж» около 3 % экз. (при среднем возрасте подроста 19 лет), то через 20 лет – менее 1%, а через 30 лет – всего 0,2%. 13. Динамика состояния подроста выражена и по типам леса. Переходы нежизнеспособного подроста в категорию «жизнеспособный» более вероятны в ельнике черничнике, чем в ельнике кисличнике.

Введение. Изучение естественного возобновления имеет особую значимость в лесоразведении. Такие исследования позволяют определить количество и качество молодого поколения, идущего на смену материнского древостоя. Большой интерес вызывает установление устойчивости насаждений с преобладанием сосны обыкновенной.

Текущий прирост молодых деревьев является объективным показателем для оценки состояния подроста, так как древостой может оказывать на него как отрицательное, так и положительное воздействие .

Известно, что количество и качество подроста под пологом леса во многом зависит от породы, слагающей древостой. На преимущество естественного возобновления с точки зрения биологии и экономики подчеркивал Г.Ф. Морозов .

Вайс А.А. установил, что в процессе роста в насаждении возрастает влияние деревьев друг на друга .

Итешина Н.М., Данилова Л.Н., Петров Л.В. определили, что сосновые древостои естественного происхождения имеют более низкие темпы роста по сравнению с искусственными насаждениями .

Основными источниками, раскрывающими вопросы морфологических взаимосвязей которые влияют как на рост, так и на состояние насаждений явились работы Вайса А.А. .

Целью исследования являлась оценка роста молодняка в высоту под пологом и на открытом месте.

Объекты и методика исследований. Объекты исследований располагались на территории Усинского лесничества. Для проведения исследований подбирались участки леса с полнотой 0,4, 0,7 и открытое место.

Работы проводились в конце вегетационного периода – в сентябре. Всего было заложено 3 пробной площади. На каждой пробной площади размещалось 30 опытных площадок 1*1 м, где проводился выборочный перечет подроста сосны (всходы не учитывались) с измерением линейных показателей. На отобранных пробных площадях проведены измерения приростов, возраста по мутовкам, замер высоты, диаметр кроны и диаметр ствола у подроста сосны обыкновенной в разных условиях освещенности (разнополнотные древостои).
Обмерены годичные приросты в высоту 131 подроста сосны на 3 пробных площадях .

Экспериментальные исследования. Прирост деревьев в сосняках является важнейшим таксационным показателем как отдельно стоящего дерева, так и всего древостоя. С помощью прироста можно оценить потенциальную продуктивность древостоя, добротность условий местопроизрастаний, конкурентные взаимоотношения между компонентами насаждений.

Текущий прирост молодых деревцев сосны обыкновенной является объективным показателем, который характеризует их рост и состояние, а также синтезирует результаты жизнедеятельности растительного организма.

Для идентификации прироста молодых деревцев в высоту с целью разделения подроста сформированных под влиянием экологических факторов были построены графики зависимости прироста по годам и прироста с учетом возраста. Данные графики приведены ниже.

Рисунок 1. Зависимость прироста молодых деревцев по годам

Проанализировав график зависимости приростов по годам можно сказать, что на открытом месте минимальный прирост подроста наблюдался в 2008 году, а максимальный прирост зафиксирован в 2011 году. Также можно сказать, что средний прирост варьирует в пределах 7 см. Под пологом древостоя минимальный прирост подроста наблюдался в 2000 и 2003 году, максимальный прирост в 2005 году. Прирост подроста сосны по высоте по годам в абсолютном выражении показал его динамичность. Изменение прироста в пределах пробной площади может различаться по всем годам, либо иметь сходство в отдельные годы (рис.1).
Данные изменения в приросте сосны обыкновенной можно объяснить тем, что в разные годы климатические факторы по-разному влияли на рост подроста сосны обыкновенной.

Рисунок 2. Зависимость прироста подроста от возраста

Из графика зависимости прироста с учетом возраста видно, что на открытом месте с увеличением возраста прирост увеличивается (прямая зависимость). Минимальный прирост подроста наблюдался в возрасте 4 лет, максимальный в 10 лет. На открытом месте интенсивность роста тем больше, чем крупнее подрост. Под пологом леса минимальный прирост наблюдался в возрасте 8 лет и резко увеличился в возрасте 9 лет. Под пологом нет строгой закономерности как на открытом месте, так как на прирост под пологом большое влияние оказывают лимитирующие факторы (свет, биогенные вещества, течение и давление среды, почва, пожары, микросреда и т. д.).

В состоянии самосева молодые деревца имеют малоразвитую корневую систему и небольшую листовую поверхность. По мере разрастания корней и листьев ассимилирующая способность крон возрастает, увеличивается прирост древесины. Плохой рост подроста сосны, под пологом взрослых древостоев, обусловлен не только недостатком света, но и тем, что деревья материнского древостоя своими мощными и хорошо развитыми корнями перехватывают питательные вещества и влагу из почвы. На жизнедеятельность корней существенно влияет вода, находящаяся на иллювиальном горизонте, которая чаще всего возникает весной после таяния снега. При высоком ее стоянии задерживается жизнедеятельность корней, снижается продолжительность вегетационного периода и, как следствие, уменьшается прирост. Сосна – светолюбивая порода и хорошо растет только без затенения. Следовательно, на открытом месте интенсивность прироста значительно выше, чем под пологом.

Вывод. Изучив распределение молодняка по возрастам и по годам на открытом месте и под пологом можно сделать следующие выводы:

На открытом месте минимальный прирост подроста наблюдался в 2008 году, а максимальный прирост выявлен в 2011 году;

Под пологом древостоя минимальный прирост подроста наблюдался в 2000 и 2003 году, максимальный прирост в 2005 году;

Величина прироста в пределах пробной площади может различаться по всем годам, или иметь сходство в отдельные годы;

На открытом месте интенсивность роста тем больше, чем крупнее подрост;

Под пологом нет определенной закономерности как на открытом месте, так как на прирост под пологом большое влияние оказывают лимитирующие факторы (свет, биогенные вещества, течение и давление среды, почва, пожары, микросреда и т. д.);

На открытом месте интенсивность прироста значительно выше, чем под пологом.

Библиографический список

1. Ангальт Е.М., Жамурина Н.А. Анализ прироста соснового подроста и молодняка в сосново-ясеневых культурах [Текст] //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 6 (44).С 31-34.
2. Морозов Г. Ф. Избранные труды / Москва: Лесная промышленность, 1971. 536 с.
3. Вайс А.А. Динамика конкурентных взаимоотношений: в в- между древесными особями в сосновом ценозе [Текст] // Вестник КрасГАУ. 2011. № 5. С. 84-87
4. Итешина Н.М., Данилова Л.Н., Петров Л.В. Рост и строение сосновых древостоев в различных лесорастительных условиях [Текст] // Инновационному развитию АПК и аграрному образованию – научное обеспечение: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 2011. Т.1. С. 265-267
5. Вайс А.А. Динамика конкурентных взаимоотношений между древесными особями в сосновом ценозе [Текст] // Вестник Красноярского Государственного аграрного университета. 2011. №5. С.84-87.
6. Вайс А.А. Связь диаметров нижней части стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях Средней Сибири [Текст] // Лесная таксация и лесоустройство. 2011. № 1-2. С.29-32.
7. Вайс А.А. Закономерности связи диаметров деревьев лиственницы сибирской (Larix sibirica) на высоте груди и диаметров на высоте пня в условиях средней и южной сибири [Текст] // Вестник Адыгейского Государственного университета. Серия 4: Естественно- математические и технические науки. 2011. № 1. С. 53-60.
8. Мачык М.Ш., Вайс А.А. Оценка хода роста морфологических параметров молодняков сосны с учетом их возрастной структуры в условиях Восточнотувинско-Южнозабайкальской горной лесорастительной области [Текст] // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 1 (57). С 268-276.

Количество просмотров публикации: Please wait

Оценка жизненного состояния хвойного подроста

К категории методических пособий можно также отнести книги, написанные и изданные нашими друзьями и коллегами, и продающиеся в нашем некоммерческом Интернет-магазине :

	Организация исследовательской и проектной деятельности в школе (пособие для учителя) Организация образовательного процесса в массовой школе на основе проектной и исследовательской деятельности , которая коренным образом изменяет функцию учителя, наталкивается на неподготовленность педагогических кадров к претворению инновационной идеи. Снова учитель один на один оставлен с серьёзными проблемами, возникающими при освоении инноваций. Представляемое пособие для учителя призвано объяснить введение в школьный образовательный процесс таких инновационных технологий как исследовательская и проектная деятельность .
	Основы гидроботанических исследований: методическое пособие-определитель Учебно-методическое пособие посвящено теоретическим и практическим вопросам, связанным с организацией гидроботанических исследований учащихся. Даны рекомендации к организации (подготовке и проведению) гидроботанических исследований и конкретные методики , относящиеся к определённым направлениям гидроботанических исследований. Методики, разработанные ведущими учёными в области гидроботаники, адаптированы для восприятия и понимания и предполагают свободное овладение ими самостоятельно или под руководством педагогов. Приводятся ключи для определения растений водной флоры в полевых условиях, справочные материалы по некоторым наиболее важным направлениям гидроботаники.
	От наблюдения до выступления. Пособие для педагога В пособии рассказывается, как вы можете оказаться на природе, найти там интересные для вас объекты исследования, понаблюдать за ними, измерить, сравнить, сфотографировать, оформить собранный материал в виде доклада, исследовательской работы и выступить на конференции. Пособие может быть полезно юным натуралистам, которым интересно знакомиться с природой и раскрывать ее тайны, учителям, работающим со школьниками по подготовке к конференциям. Пособие поможет заинтересовать и организовать ребят, сформировать у них множество полезных и нужных УУД (универсальных учебных действий) по ФГОС.
	Данное пособие может пригодиться руководителям детских туристских кружков, а также будет интересно широкому кругу любителей самодеятельного туризма, так как содержит сведения по подготовке и проведению не очень сложных путешествий (от походов выходного дня до многодневных пеших или байдарочных). В книге, кроме специальных туристских сведений, описаны также способы приготовления походной еды, первая помощь, игры в свободное время и многое другое, что может пригодиться в туристском походе. В данном пособии содержится много полезных советов, основанных на многолетнем опыте автора, поэтому желательно его внимательно изучить до похода и обязательно взять с собой.

Другие методические материалы по организации проектной деятельности и исследовательской работы школьников в природе Пособие для учителя "

Согласно ОСТ 56-108-98 различают следующие термины:

Всходы – это растения древесных пород до одного года, образовавшиеся из семян.

Самосев – это молодые древесные растения естественного семенного происхождения в возрасте двух-пяти, а в условиях севера до десяти лет.

Подрост – это молодое поколение леса, способное в будущем войти в верхний ярус и занять место старого древостоя, под пологом которого оно выросло. К подросту относится поколение древесных растений старше двух ‑ пяти лет, а в условиях Севера ‑ старше десяти лет, до образования молодняка или яруса древостоя.

К молодняку относятся жизнеспособные, хорошо укоренившиеся деревья главной породы высотой более 2,5 м и диаметром на высоте груди ниже отпускного диаметра, установленного в региональных правилах рубок, способные участвовать в формировании насаждения, в связи с чем рубка таких деревьев запрещается.

Подрост бывает семенного и вегетативного происхождения.

Семенное возобновление леса считается наиболее совершенным, позволяющим новым поколениям деревьев в результате расщепления признаков успешно совершенствоваться вслед изменяющейся среде.

Вегетативное возобновление, по своей сути, является абсолютным копированием свойств родительского организма с отсутствием генетических отличий. Это снижает адаптационные способности нового поколения таких растений. Среди древесных пород вегетативно возобновляются, в отличие от хвойных, практически все лиственные. При этом новые особи появляются из вегетативных органов родительского растения: спящих и придаточных почек на стволе, ветвях, корнях. Эта способность используется в лесном хозяйстве для размножения особо ценных клонов или отдельных экземпляров. Образование придаточных корней на побегах у хвойных пород в естественной обстановке ‑ редкое явление. Поэтому для их вегетативного размножения применяют прививки.

Процесс накопления подроста под пологом древостоя называется предварительным возобновлением, т.е. возобновлением, происходящим до рубки леса (до его гибели). Подрост под пологом называют подростом предварительной генерации

Возобновление, происходящее после рубки леса, называется последующим. Соответственно и подрост, появившийся после рубки, называют подростом последующей генерации.

Подрост всех древесных пород подразделяется:

· по высоте ‑ на три категории крупности: мелкий до 0,5 метра, средний ‑ 0,6‑1,5 метра и крупный ‑ более 1,5 метра. Подлежащий сохранению молодняк учитывается вместе с крупным подростом;

· по густоте ‑ на три категории: редкий ‑ до 2 тысяч, средней густоты – 2‑8 тысяч, густой ‑ более 8 тысяч растений на 1 гектаре;

· по распределению по площади ‑ на три категории в зависимости от встречаемости (встречаемость подроста ‑ это отношение количества учетных площадок с растениями к общему количеству учетных площадок, заложенных на пробной площади или лесосеке, выраженное в процентах): равномерный ‑ встречаемость свыше 65%, неравномерный ‑ встречаемость 40‑65%, групповой (не менее 10 штук мелких или 5 штук средних и крупных экземпляров жизнеспособного и сомкнутого подроста).

Жизнеспособные подрост и молодняк лесных насаждений хвойных пород характеризуются следующими признаками: густая хвоя, зеленая или темно-зеленая окраска хвои, заметно выраженная мутовчатость, островершинная или конусообразная симметричная густая или средней густоты крона протяженностью не менее 1/3 высоты ствола в группах и 1/2 высоты ствола ‑ при одиночном размещении, прирост по высоте за последние 3‑5 лет не утрачен, прирост вершинного побега не менее прироста боковых ветвей верхней половины кроны, прямые неповрежденные стволики, гладкая или мелкочешуйчатая кора без лишайников.

Растущий на валежной древесине подрост и молодняк лесных насаждений хвойных пород можно относить по указанным признакам к жизнеспособному в том случае, если валежная древесина разложилась, а корни подроста проникли в минеральную часть почвы.

Жизнеспособный подрост лесных насаждений твердолиственных пород характеризуется нормальным облиствением кроны, пропорционально развитыми по высоте и диаметру стволиками.

Пункт 51 Правил заготовки древесины указывает «При проведении рубок спелых, перестойных лесных насаждений обеспечивается сохранение подроста лесных насаждений хозяйственно-ценных пород на площадях, не занятых погрузочными пунктами, трассами магистральных и пасечных волоков, дорогами, производственными и бытовыми площадками, в количестве не менее 70 процентов при проведении сплошных рубок, 80 процентов ‑ при проведении выборочных рубок (для горных лесов - 60 и 70 процентов соответственно)».

В связи с этим требованием, при наличии достаточного количества жизнеспособного подроста в технологической карте разработки лесосеки указывается необходимость его сохранения по всей площади лесосеки или на ее частях при куртинном расположении подроста. Рубка подроста разрешается:

· при прорубке визиров;

· при уборке зависших и сухостойных деревьев;

· на территории верхних складов и погрузочных пунктов;

· на трассах лесовозных дорог;

· на трелевочных волоках;

· в местах установки механизмов;

· при механизированной валке деревьев в радиусе до 1 м от сваливаемого дерева;

· на трассах длиной до 3 м для отхода вальщика от дерева.

Пункты 13 и 14 Правил лесовосстановления гласят:

Меры по сохранению подроста лесных насаждений ценных лесных древесных пород осуществляются одновременно с проведением рубок лесных насаждений. Рубка в таких случаях проводится преимущественно в зимнее время по снежному покрову с применением технологий, позволяющих обеспечить сохранение от уничтожения и повреждения количество подроста и молодняка ценных лесных древесных пород не менее предусмотренного при отводе лесосек.

Сохранению при проведении рубок лесных насаждений подлежит жизнеспособный подрост и молодняк сосновых, кедровых, лиственничных, еловых, пихтовых, дубовых, буковых, ясеневых и других лесных насаждений ценных пород в соответствующих им природно-климатических условиях.

Подрост кедра, а в горных лесах также подрост дуба и бука подлежат учету и сохранению как главная порода при всех способах рубок, независимо от количества и характера его размещения по площади лесосеки и состава лесного насаждения до рубки.

Для защиты подроста главных лесных древесных пород от неблагоприятных факторов среды на вырубках, более успешного роста и формирования лесных насаждений нужного состава полностью или частично сохраняется подрост сопутствующих лесных древесных пород (клен, липа и др.) и кустарниковые породы.

В сосняках, произрастающих на супесчаных почвах, подрост еловых лесных насаждений сохраняется при условии, если еловое насаждение не будет снижать качества и продуктивности древостоя. При восстановлении сосновых и еловых лесных насаждений подрост в необходимых случаях сохраняется на вырубке для защиты почвы и формирования устойчивых и высокопроизводительных сосново-еловых лесных насаждений.

Пораженный вредными организмами, слаборазвитый и поврежденный при рубке леса подрост по окончании лесосечных работ должен быть срублен.

При проведении выборочных рубок учету и сохранению подлежит весь имеющийся под пологом леса подрост и молодняк, независимо от количества, степени жизнеспособности и характера их размещения по площади.

Для определения количества подроста применяются коэффициенты пересчета мелкого и среднего подроста в крупный. Для мелкого подроста применяется коэффициент 0,5, среднего ‑ 0,8, крупного ‑ 1,0. Если подрост смешанный по составу, оценка возобновления производится по главным лесным древесным породам, соответствующим природно-климатическим условиям.

Учет подроста и молодняка проводится методами, обеспечивающими определение их количества и жизнеспособности с ошибкой точности определения не более 10 процентов.

Во всех случаях необходимо соблюдать заранее определенные расстояния между площадками на визирах и лентах перечета. На участках площадью до 5 гектар закладывается 30 учетных площадок, на делянках от 5 до 10 га ‑ 50 и свыше 10 гектар ‑ 100 площадок.

В настоящее время считается, что из всех мер содействия естественному лесовосстановлению наиболее действенным является сохранение подроста, т. е. ставка делается на сохранение результатов предварительного лесовосстановления. Для сохранения подроста разработаны специальные способы заготовки древесины («костромской способ» при механизированной валке, челночный способ при работе ВТМ и др.), которые позволяют сохранять до 65% имеющегося на пасеках подроста, но существенно снижая при этом производительность основных работ.

Сохранение подроста и молодняка при проведении лесозаготовок обеспечивает восстановление леса на вырубках хозяйственно ценными породами и предотвращает нежелательную смену пород, сокращает период восстановления леса и сроки выращивания технически спелой древесины, снижает затраты на проведение лесовосстановительных работ, способствует сохранению водоохранно-защитных функций лесов. В научной литературе, например, в работах проф. В.Н. Меньшикова, встречаются сведения о том, что такой метод содействия лесовосстановлению позволяет сократить оборот рубки главной породы на 10–50 лет.

Однако, как показывает практика, первоочередная ориентация на сохранение подроста не всегда оправдана по следующим причинам:

· на большей части покрытых лесом равнинных земель лесного фонда РФ главными породами являются хвойные;

· в лесах, где в качестве главной породы выбраны светолюбивые хвойные (сосна, лиственница), подрост этих пород почти отсутствует из-за их неспособности нормально развиваться под материнским пологом;

· в лесах образованных теневыносливыми хвойными (ель, пихта), имеется большое количество подроста, однако, по нашим наблюдениям и по данным других исследователей, большое количество сохраненного при лесозаготовках подроста погибает в первые 5–10 лет после сплошной рубки из-за резкого изменения микроклимата и светового режима после удаления материнского полога (ожог хвои и шейки корня, выжимание корней и пр.). Причем, процент отмирающего подроста напрямую зависит от типа вырубки, а, следовательно, от предшествующего ей типа леса;

· отмирающий в течение 1–2 классов возраста подрост захламляет лесосеку, повышая ее пожароопасность и увеличивая риск поражения леса вредителями и болезнями.

В связи с вышеизложенным, можно утверждать, что в определенных типах леса, при ориентации на естественное лесовосстановление, отказ от сохранения подроста, с обязательным оставлением источников обсеменения, может дать в большей степени положительные, нежели отрицательные результаты по следующим причинам:

· технологии лесосечных работ без сохранения подроста более производительны, чем технологии с его сохранением;

· отказ от строго заданной сети пасечных трелевочных волоков означает, грузовая работа трасс трелевки (одного следа) может быть значительно уменьшена (в зависимости от удаленности от верхнего склада, запаса леса на гектаре и грузоподъемности трелевочного трактора), что будет способствовать улучшению лесной почвы благодаря ее минерализации, а также доведению плотности почвы до оптимальной для развития семян, т. е. улучшению условий для последующего естественного лесовосстановления);

· при очистке лесосек от порубочных остатков появляется возможность использования высокопроизводительных подборщиков грабельного типа;

· отказ от сохранения подроста позволит шире использовать технологию трелевки деревьев, резко повышая производительность операции очистки деревьев от сучьев (при использовании мобильных сучкорезных машин), позволит сконцентрировать большую часть порубочных остатков на верхнем складе, значительно облегчая их дальнейшую утилизацию и снижая трудоемкость очистки лесосек.

В ряде научных публикаций,посвященных успешности естественного лесовосстановления, отмечается, что на вырубках в Западной и Средней Сибири, погибает 15–95%, а иногда и 100% сохраненного жизнеспособного подроста хвойных пород. Такие же данные получены на некоторых типах вырубок для условий Северо-Западного региона РФ В.И. Обыденниковым, Л. Н. Рожиным. Ими отмечается, что «отпад подроста ели (20-летнего возраста в момент рубки) за пятилетний период после сплошной рубки (в условиях Крестецкого ЛПХ) составил в формирующемся разнотравно-ситниковом типе вырубок – 18,5%, в ситниково-вейниковом – 57,3%, в ситниковом – 100%.

Кроме этого, в результате широкомасштабных исследований, проведенных в 80-х годах ХХ века, установлено, что в целом по Северо-Западному региону площадь лесонасаждений с достаточным для устойчивого лесовосстановления количеством подроста главных пород не превышает 49,2%, причем, в некоторых областях она не превышает 10% (Новгородская – 9,0%, Псковская – 5,9%).

Приведенные выше факты позволяют утверждать, что на значительных лесных площадях сохранение подроста невыгодно в связи с плохими перспективами его развития или с его недостаточным количеством. В этом случае на первый план выходит последующее естественное лесовосстановление, основанное на обязательном сохранении источников обсеменения и поддерживаемое такими мерами содействия как подготовка почвы, очистка лесосек и пр.

С точки зрения последующего естественного лесовосстановления (прорастания попавших в почву семян) состояние почвы будет одним из основных факторов, влияющих на успешность этого процесса. Также очевидно, что использование машин и механизмов для выполнения специальных технологических операций по подготовке почвы к естественному лесовосстановлению будет способствовать удорожанию и усложнению процесса лесосечных работ. Поэтому при проведении лесосечных работ необходимо стремиться к такому воздействию на лесную среду, в частности на почвогрунт лесосеки, которое обеспечивало бы оптимальные условия для последующего лесовосстановления.

Этот подход нашел отражение в Правилах заготовки древесины, в пункте 56 этих правил указано: «В равнинных лесах, при сплошных рубках без сохранения подроста в условиях типов леса, где минерализация поверхности почвы имеет положительное значение для лесовосстановления, площадь волоков не ограничивается. Типы (группы типов) леса, где допускается проведение таких рубок, указываются в лесохозяйственных регламентах лесничества, лесопарка».

Вместе с тем, в нормативных документах пока нет более конкретных указаний, в каких случаях можно считать, что минерализация поверхности почвы имеет положительное значение для лесовосстановления.

Уход за подростом

После завершения лесосечных работ при летних заготовках и после стаивания снега и оттаивания почвы при зимних рубках проводят оправку сохраненного подроста и уход за ним. Подрост и молодняк освобождают от порубочных остатков, прижимают к земле корневые системы растений, у которых нарушен контакт с почвой. Сломанные, усохшие и сильно поврежденные в процессе рубки экземпляры вырубают и удаляют с пасек или приземляют вместе с порубочными остатками.

После основного отпада, через 2-3 года удаляют усохшие, сильно поврежденные особи главных пород, например, имеющие обдир коры шире 2 см, подрост нежелательных пород или их деревца последующего возобновления и кустарники, мешающие росту главных пород. В первый год после рубки такую работу не следует проводить, потому что нежелательная древесно-кустарниковая растительность выполняет роль защиты для подроста от солнцепека, заморозков, от ветра, усиливающего суммарное испарение. Уход за подростом, как мера содейстия естественному лесовозобновлению, особо необходим для светолюбивых пород: сосны, дуба, лиственницы.

В условиях нормальной влагообеспеченности у надежного (светового) подроста усиливается не только транспирация, но и фотосинтез, повышается обмен веществ, активизируется дыхание корней, что способствует развитию корневой системы и ассимиляционного аппарата. Важно, что из почек, заложенных под пологом леса, на вырубках образуется хвоя, близкая по анатомии и морфологии к световой. Новая хвоя возникает также из спящих почек.

Географические культуры – опытные культуры древесных пород, созданные посадкой сеянцев (саженцев) или посевом семян разного географического происхождения (провениенции) в однородных условиях среды или одного происхождения в различных географических районах. Географические культуры создают для изучения географической изменчивости видов древесных растений, имеющих обширный естественный ареал. Под влиянием условий среды (климата, почв, продолжительности вегетационного периода, дня и ночи и прочих факторов) у древесных пород с обширным ареалом произрастания в процессе эволюции сформировались наследственные внутривидовые категории – географические расы или климатические экотипы (климатипы). Ряд признаков и свойств климатипов сохраняться при разведении в других лесорастительных условиях. В то же время новая географическая среда района выращивания влияет на рост и развитие растений, изменяя время начала вегетации и ее продолжительность, энергию роста, интенсивность плодоношения и т.п [Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1985.-563 с., ил.].

Взаимодействие наследственных свойств климатипов и условий среды определяет устойчивость и продуктивность лесных культур. Различия по продуктивности достигают II-III класса бонитета. Свойства климатипов сохраняются во 2-м и даже 3-м поколениях. Насаждения, выращенные из местных семян, обычно обладают более высокой устойчивостью и продуктивностью. Однако иногда инорайонные климатипы имеют преимущество перед местными по ряду хозяйственно ценных признаков. Рост и состояние культур зависят не только от географического происхождения семян, но и от экологической, фенологической и индивидуальной изменчивости в пределах одного климатического района, что также учитывают при изучении климатипов.

Географическую изменчивость древесных пород впервые начали изучать в первой половине XX в. В 1823-1832 гг. во Франции А. Де Вильмореном был заложен первый опыт сравнительного испытания культур. В России первые опыты таких культур были заложены М. К. Турским (1877-1878). В 1910-1916 гг. по инициативе В. Д. Огиевского была создана сеть географических культур сосны, дуба и лиственницы. В 1973-1976 гг. по государственной программе и единой методике под руководством региональных научно-исследовательских институтов создана уникальная сеть географических культур сосны, ели, лиственницы и дуба. В 1982 г. на основе обобщения результатов исследований географической изменчивости и ранее заложенных опытных культур было разработано и введено в действие «Лесосе-менное районирование основных лесообразующих пород в СССР». Районирование разработано для сосен обыкновенной, кедровой сибирской и корейской; елей обыкновенной, сибирской, Шренка и тяньшанской; лиственниц Сукачева, сибирской, Чекановского, Гме-лина, Каяндера, охотской, амурской, курильской, приморской, ольгинской, Комарова, Любарского, европейской, японской, польской; пихт сибирской, белой и кавказской; дуба черешчатого; буков европейского, восточного и крымского, а также даны предварительные рекомендации по районированию саксаула черного. В связи с достижением 30-летнего возраста созданной сети географических культур проводятся исследования по уточнению действующего лесосеменного районирования [Лесосеменное районирование основных лесо-образующих пород в СССР. - М., 1982; Шутяев, А. М. Биоразнообразие дуба черешчатого и его использование в селекции и лесоразведении. - Воронеж, 2000; А. И., Ирошников. Лиственницы России. Биоразнообразие и селекция. - М., 2004.].

В последнее время в практике лесного хозяйства развивается такая отрасль, как плантационное лесоразведение. Плантации создаются на больших площадях и требуют финансовых повышенных затрат, поэтому к посевному и посадочному материалу требования повышаются. Посадочный и посевной материал должен быть проверенным, высокопродуктивным, устойчивым к патогенам и обеспечивать получение необходимых продуктов. Одним из основных способов установления генетической ценности селекционного материала является испытание семенного потомства в географических и испытательных культурах. Исследование роста и устойчивости сосны обыкновенной в географических культурах позволяет выявить перспективные климатипы, рекомендовать их в сорта-популяции, разработать предложения по использованию лучших климатипов в плантационном лесовыращивании и скорректировать лесосеменное районирование вида в регионе [Изучение имеющихся и создание новых географических культур // Программа и методика работ. М.: ВНИИЛМ, 1972.- 52 с].

Лесосеменное районирование является одним из основных резервов повышения продуктивности и устойчивости искусственных насаждений. Задачей лесосеменного районирования является рациональное использование географической изменчивости древесных видов для выращивания высокопродуктивных и устойчивых лесных насаждений. Правильный выбор географического происхождении для выращивания в конкретных лесорастительных условиях позволяет повысить продуктивность культур на 20-30 %.

В России лесосеменное районирование основных лесообразующих видов разработано по заданию Государственного комитета СССР по лесному хозяйству и введено в действие приказом с 1 июля 1982 года (Лесосеменное районирование …, 1982). Введение в действие лесосеменного районирования являлось важнейшей составной частью общей программы генетического улучшения лесов страны. Проект сводного лесосеменного районирования сосны в европейской части СССР подготовлен Е.П. Проказиным, и Б.Н Куракиным (ВНИИЛМ), по сосне в Азиатской части страны - А.И. Ирошниковым (Институт леса и древесины). Лесосеменное районирование является обязательным как для государственных предприятий, так и для других предприятий, осуществляющих ведение лесного хозяйства. Основной единицей лесосеменного районирования является лесосеменной район со сравнительно однородными природными условиями и генотипическим составом популяций с ярко выраженными лесохозяйственными особенностями. В некоторых случаях лесосеменной район подразделяется на подрайоны. В пределах ареала сосны обыкновенной лесосеменные районы неравноценны между собой по площади, представленности отдельных лесных формаций, лесокультурному фонду и перспективам развития семенной базы [Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР.- М., 1982. - 368 с].

Исследования географических культур в разных частях ареала сосны обыкновенной подтверждают, что рост сеянцев сосны и их фенологическое развитие зависят от географического происхождения семян. Многолетние опыты показали, что потомства сосны из семян северных климатипов растут медленнее и накапливают меньшие запасы стволовой и общей массы, но более устойчивы к неблагоприятным климатическим факторам. Насаждения из семян южных климатипов сосны растут и изреживаются быстрее, но менее устойчивы к патогенам, имеют худшую форму ствола (кривоствольность), чем насаждения из местных семян. Среди общих закономерностей отмечаются исключения по особенностям роста и устойчивости некоторых климатических экотипов. Поэтому исследователи отмечают, что следует больше полагаться на фактические данные, чем на закономерности, установленные раннее.

Географические культуры, созданные в 70-х годах в 36 пунктах бывшего Советского союза по программе ВНИИЛМ содержат большие генетические коллекции популяций сосны обыкновенной. Результаты исследования этих тестов значительно расширяют информацию о географической изменчивости вида, ее закономерностях, позволяют выявить сорта-популяции и уточнить лесосеменное районирование [Правдин, Л.Ф. Рост сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) разного географического происхождения в подзоне хвойно-широколиственных лесов / Л.Ф. Правдин, А.Д. Вакуров // В кн.: Сложные боры хвойно-широколиственных лесов и пути ведения лесного хозяйства в лесопарковых условиях Под-московья. – М.: Наука, 1968. – С. 160-195; Селекция лесных пород / П.И. Молотков и др. – М.: ; Лесная промышленность, 1982. – 224 с.; Тимофеев, В.П. Старейший опыт географических культур сосны обыкновенной / В.П. Тимофеев // Лесное хозяйство. – 1974. – № 8. – С. 31-38. ;Черепнин, В.Л. Географические культуры сосны обыкновенной в Забайкалье / В.Л. Черепнин // Ботанические исследования Сибири. – Красноярск: Восточно-Сибирский научный центр РАЕН, Красноярское отделение Российского ботанического общества РАН. - 1999. – Вып. 7. – С. 180-193. ;Черепнин, В.Л. Изменчивость семян сосны обыкновенной / В.Л. Черепнин – Новосибирск: Наука, 1980. –181 с. ;Чернодубов, А.И. Географические культуры сосны обыкновенной на юге Русской равнины / А.И. Чернодубов, Т.Е. Галдина, О.А. Смогунова. – Воронеж. - 2005. – 115 с.; Шутяев, А.М. Продуктивность географических популяций сосны обыкновенной / А.М. Шутяев, М.М. Вересин // Лесное хозяйство. – 1990. – №11. – С.36-38.; Щербакова, М.А. Успешность роста и развития различных провениенций сосны в Карелии / М.А. Щербакова // В кн. Селекционно-генетические исследования древесных растений в Карелии. – Петрозаводск, Карельский филиал АН СССР, 1987. – С. 50-66.; Пихельгас, Э.И. Географические опытные культуры сосны обыкновенной в Эстонской ССР / Э.И. Пихельгас // Географические опыты в лесной селекции Прибалтики. – 1981. –Рига: ЗИНАТНЕ. –С.73-81.; Пихельгас,Э.И. О влиянии географического происхождения семян на рост культур сосны в условиях Эстонской ССР / Э.И. Пихельгас // Материалы совещ. о работе учебно-опытных лесхозов. –Тарту, 1975. –С. 29-49.; Поджарова, З.С. Изучение факторов, влияющих на рост сеянцев сосны различного географического происхождения / З.С. Поджарова, Е.Г. Орленко // Ботаника. – 1981. – № 23. – С. 159-163; Giertych, M. Provenance variation in growth and phenology / M. Giertych // In: Genetics of Scots pine. – Budapest: Akademiai Kiado, 1991. – P. 87-101.; Giertych, M. Summary results on Scots pine (Pinus sylvestris L.) volume production in Ogievskij’s prerevolutionary Russian provenance experiments / M. Giertych, J. Oleksyn // Silvae Genetica. – 1981. – V. 30. – P. 56-74.; Патлай, И.Н. Рост и устойчивость сосны в географических культурах второго поколения в Тростянецком лесхозе Сумской области / И.Н. Патлай // Лесной журнал. – 1976. – № 5; Наквасина, Е.Н. Селекционная оценка климатипов сосны обыкновенной в географических культурах Архангельской области / Е.Н. Наквасина, Т.В. Бедрицкая, О.А. Гвоздухина // Лесной журнал. – 2001. – № 3. –С. 28-34.; Мосин, В.И. Влияние происхождения семян на рост сосны в географических культурах Северного Казахстана / В.И. Мосин, Н.С. Сидорова // Защитное лесоразведение и вопросы селекции в Северном Казахстане. Научные труды. – 1980. – Т.2. – С. 88-98.; Ирошников, А.И. Географические культуры хвойных в южной Сибири / А.И. Ирошников // Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. –Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1977. – С. 4-110.; Кузьмина, Н.А. Дифференциация сосны обыкновенной по росту и выживаемости в географических культурах Приангарья / Н.А. Кузьмина, С.Р. Кузьмин, Л.И. Милютин // Хвойные бореальной зоны. – 2004. –Выпуск 2. – С. 48 – 56.; Кузьмина, Н.А. Особенности роста географических культур сосны обыкновенной в Приангарье / Н.А. Кузьмина // Лесоведение. – 1999. – № 4. – С.23-29.; Изучение имеющихся и создание новых географических культур // Программа и методика работ. М.: ВНИИЛМ. – 1972. – 52 с. ].