Содержание к диссертации
Введение
1 .Состояние изученности темы 6
1.1. Корневые гнили в сосновых лесах Прикамья 6
1.2. Роль ксилотрофных, почвенных и микоризообразующих грибов в распространении и проявлении вредоносности корневой губки 12
1.3. Оценка степени вредоносности корневых гнилей в лесах Прикамья. Связь проявления вредоносности с антропогенными и техногенными факторами 15
1.4. Определение эффективности разных способов лесоводственно-лесозащитных вмешательств при защите лесов от поражения корневыми гнилями и с учетом подтопления сосновых лесов водохранилищами 19
1.5. Экологический мониторинг и место в нем лесопатологического мониторинга 22
1.6. Современное состояние Национального парка «Нижняя Кама» 27
2. Методика исследований 34
2.1. Программа исследований 34
2.2. Методика исследований 34
2.3. Объем выполненных работ 39
3. Климатические условия района исследований 40
3.1. Физико-географические условия 40
3.2. Климат 40
3.3. Лесорастительное районирование и растительность 41
3.4. Рельеф и гидрологические условия 45
3.5. Почвенные условия Национального парка «Нижняя Кама» 46
4. Факторы, определяющие направления формирования климаксовых насаждений сосны 53
4.1. Лесоводственные условия формирования сосновых насаждений 53
4.2. Возобновление сосновых насаждений в условиях парка 77
4.3. Ксилотрофная микобиота объектов лесовозобновления 82
4.4. Участие грибов в формировании климаксовых сосновых насаждений 93
5. Подтопление лесов и корневые гнили в сосновых насаждениях Нижнего Прикамья 100
5.1. Влияние состава и возраста насаждений на распространение корневых гнилей в сосновых фитоценозах 100
5.2. Формирование насаждений, устойчивых к болезням 108
5.3. Разрушение сосновых культур парка корневой губкой 114
5.4.Ущерб от поражения сосновых лесов корневой губкой и стволовых вредителей 116
5.5.Ущерб, наносимый сосновым насаждениям парка подтоплением 120
6. Эффективность мер борьбы 127
6.1. Разрушение пораженных насаждений в зависимости от типов зарастания 127
6.2. Особенности организации экологического мониторинга в насаждениях пораженных болезнями 135
6.3. Эффективность лесозащитных мероприятий в парковых лесах 140
Выводы 146
Список литературы 148
Приложения 167
- Оценка степени вредоносности корневых гнилей в лесах Прикамья. Связь проявления вредоносности с антропогенными и техногенными факторами
- Лесоводственные условия формирования сосновых насаждений
- Влияние состава и возраста насаждений на распространение корневых гнилей в сосновых фитоценозах
- Эффективность лесозащитных мероприятий в парковых лесах
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время возникла необходимость совершенствования комплекса мероприятий по снижению вредоносности корневых гнилей древесных растений в связи с их широким распространением в лесах РФ и, в частности, в Национальном парке «Нижняя Кама».
Цели и задачи исследований. Основной целью работы является разработка мероприятий, направленных на снижение распространения негативного воздействия корневых гнилей в сосновых лесах Нижнего Прикамья
Для ее реализации были решены следующие задачи
- изучен характер распространения корневых гнилей в лесах Прика
мья,
установлена степень вредоносности корневых гнилей в различных экологических условиях,
определено влияние ксилотрофной микобиоты на развитие корневых гнилей в сосновых лесах,
- разработан комплекс хозяйственных мероприятий по снижению
негативного воздействия корневых гнилей на сосновые леса Нижнего
Прикамья
Научная новизна. Выявлена роль экологических факторов, влияющих на распространение и развитие корневых гнилей в сосновых лесах Нижнего Прикамья
Практическая значимость работы заключается в многопарамет-ровом определении ущерба от корневых гнилей на сосновые леса Нижнего Прикамья и обосновании комплекса мер по снижению их негативного воздействия
Положения, выносимые на защиту:
Особенности развития корневой гнили сосны от гриба Heteroba-sidion annosum (Fr) в сосновых лесах Прикамья в зависимости от воздействия природных и техногенных факторов,
Роль ксилотрофной микобиоты разного уровня паразитизма и сапротрофности в распространении и вредоносности корневой губки,
Определение технического, хозяйственного, экономического, энергетического и экологического ущербов в сосновых насаждениях от абиотических факторов и корневой губки Оценка результатов многолетних мер защиты сосновых культур в доверительные сроки,
Обоснование параметров лесопатологического мониторинга в сосновых лесах, пораженных корневыми гнилями
Апробация Основные положения диссертации были доложены на международных научно-практических конференциях (Томск, 2005,
Пенза, 2005, 2007), всероссийской научной конференции (Йошкар-Ола, 2006) и на 1-м Экологическом форуме Прикамья
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ
Обоснованность выводов и достоверность результатов исследований. Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, обеспечена правильно подобранными объектами мониторинга и методами исследования, математической обработкой полевых материалов с разработкой математических моделей и показателей достоверностей различий между сравниваемыми вариантами, многократной повторностью экспериментов, позволившей обеспечить воспроизводимость данных
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, разработке программы и методики работы, анализе литературных источников, закладке пробных площадей, сборе, анализе, систематизации и обработке экспериментальных данных, формулировке выводов и рекомендаций производству
Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 130 страницах текста, в том числе 20 таблиц, 20 иллюстраций Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, 25 приложений. Список литературы включает 155 наименований, из них 20 на иностранных языках
Оценка степени вредоносности корневых гнилей в лесах Прикамья. Связь проявления вредоносности с антропогенными и техногенными факторами
Понятие «вредоносность» и «вред» были впервые введены С. И. Ваниным в 1934 году. Причем за вредоносность принимался средний показатель нанесенного материального ущерба на одно пораженное дерево. А за вред - произведение вредоносности на процент встречаемости пораженных болезнью деревьев. Однако в последующем для оценки нанесенного ущерба стали использовать формулу И.Г.Семенковой, (2003):
U=WfR: Wmax,
где U - ущерб, %; Wf - фактический балл поражения;
Wmax - максимальный балл поражения; R - распространение болезни, %;
Для оценки ущерба от болезней сеянцев в питомниках, как и в сельском хозяйстве, используют эту же формулу, но с учетом времени применяют балл поражения как степень развития болезни.
Применение формулы для определения ущерба при поражении сосновых лесов корневыми гнилями дает явно заниженные результаты (Шемякин, 1966; Алексеев, 1974). Многие авторы указывают, что кроме видимых слагаемых ущерба (затрат на выращивание, защиту леса, низкого качества древесины, необходимости проведения новых лесовозобновительных мероприятий) имеются еще невидимые, но весьма существенные. К невидимым потерям относят потерю защитных функций и эстетических свойств. Кроме того, наносится моральный ущерб: вложен многолетний труд, а результата нет. Последние потери особенно чувствительны в лесах ООПТ. По рекомендациям А. Е. Чумакова (1973), ущерб должен вычисляться с определением технической стороны негативных последствий, то есть с учетом площади пораженных насаждений, выпадения пород выше нормы от болезни, сопутствующих патологических явлений, показателей вирулентности, агрессивности, патогенности, категорий и размеров очагов поражения, по сравнению с уровнем естественного изреживания нормально развитого леса. , Второй показатель ущерба - потеря хозяйственной ценности (Наумов, 1959; Дементьева, 1983). Экологический ущерб от болезней в сельском хозяйстве применительно к лесу должен получить новую интерпретацию. Слагаемые ущерба более четкими показателями (отпада, фаутности, скорости оголения лесной площади, многопараметровыми прогнозными характеристиками) исследователями корневых гнилей избегались. Авторы, изучавшие эту строну вычисления ущерба (Мозолевская и др., 1983; Федоров 1984, 2001), приводят такие показатели, как степень и частота повреждения хвое- и листогрызущими, стволовыми и корневыми вредителями, отпад в сравнении с отпадом по таблицам хода роста А. В.Тюрина (1945); Л.А. Загреева (1990); П. В. Воропанова (1964). Однако при этом патологический отпад не отделяется от отпада при естественном изреживании леса и случайного отпада (бурелома, ветровала, выпадения деревьев при ударе молнией, рекреации, при разных техногенных воздействиях). К тому же в них не учитываются применительно к лесным культурам выявленные закономерности отпада, включающие при аппроксимации переход от параболы к кривой Вейбулла. Не учитывается временный характер (начало поражения, максимальные значения, хронический характер затухания).
Кроме указанных замечаний, при вычислении ущерба по рекомендованным в литературе способам следует отметить также как отсутствие учета высокой вариабельности естественного отпада (отпада при естественном изреживании леса), так и фактического суммарного отпада (год для роста деревьев лучший - отпада меньше, трудный - отпада больше). Модальные сосновые насаждения имеют относительную полноту, колеблющуюся от 0,4-0,5 до 1,2-1,3. В редком насаждении, как и в пройденном рубками ухода год - два назад, и еще разными способами, параметры нормального (естественного) отпада будут меньшими, чем в нормальном насаждении, В природе каждая порода на естественное снижение или увеличение полноты, как и на рост в изреженном состоянии, реагирует разным уровнем дифференциации деревьев по классам роста и образованием естественного отпада.
Так, в республиках Татарстан, Чувашия, Мордовия и южнее гибнут дубы, растущие в смешанных насаждениях. Одной из причин считают действие мороза и недостаточное количество примесей, а возле Раифского монастыря, западнее г. Казани, свободно растущие старовозрастные дубы (полнота на уровне 0,2) при отсутствии примесей в составе выдержали морозы XX века и сохраняют здоровое состояние и поныне. Такое же явление с сосняками мы наблюдали в Нижнее Камском регионе.
Таким образом, для того чтобы правильно определить ущербы от болезней, необходимы дополнительные шкалы и методы, часть из которых опубликована в работах И. А. Алексеева (1974, 1975, 1983, 1984. 1986, 1999, 2000, 2006), часть оформлена патентами (патенты № 2091006, 2123254, 2129774,2154373,2272402).
Объеденные хвоегрызущими (коконопрядами, пилильщиками и другими) или поврежденные локально стволовыми вредителями, засухой и др., даже поврежденные смоляным раком деревья, потеряв на несколько лет прирост по диаметру или в высоту, могут сохраняться на долгие годы в растущем состоянии, но пораженные корневыми гнилями деревья обычно погибают через несколько лет после поражения (Мозолевская, 1983; Федоров, 1984).
Поэтому при оценке ущерба от корневых гнилей более приемлемым следует считать принятие за основу статическую и динамическую характеристики размеров отпада - естественного, случайного и патологического (патогенного + энтомогенного + ветровала в очагах усыхания) по числу деревьев, средней площади сечения выпадающих деревьев, запасу, классам роста по Крафту, средний балл кривизны по Полубояринову, биотическую условную фаутность по Алексееву, коэффициенты годичного (текущего) отпадов по указанным показателям по группам причин, характеристики древостоя (происхождение, потеря лесной среды, характер вмешательства и.т.д., всего 23 показателя).
По коэффициентам отпада, показателям жизнеспособности, приросту очагов усыхания (оголение лесопокрытой площади), фактической фаутности общей и биотической, признакам ослабленного состояния деревьев и другим И.А.Алексеевым (2000, 2003) предложено определять параметры технического ущерба. При определении хозяйственного ущерба И.А.Алексеевым (2006) предложено использовать потерю выхода эффективного делового (товарного запаса) древесины и эффективного массового запаса на 1 га и другие негативные признаки, определяющие снижение полезных качеств древостоев. И.А.Алексеевым (2006) также предложена многопараметровая оценка экономического, энергетического и экологического ущербов. Если суммарное значение ущербов или видов ущерб будет на уровне ± 10%, наличие ущерба не доказывается, так как оценка производится на уровне погрешности 10%.
В целом литературный обзор по этому вопросу показывает, что многие известные методики по определению ущерба, снижению выхода деловой древесины или приведению ущерба из недовыхода деловой древесины в рублях, в условиях ООПТ неприемлемы. Поэтому исследования по вычислению потерь по нескольким многопараметровым видам ущербов, безусловно, представляет большой научный и практический интерес.
Лесоводственные условия формирования сосновых насаждений
Сосновые леса в Национальном парке «Нижняя Кама» составляют основной растительный фон. Они росли здесь с незапамятных времен. Сосновые растительные формации, расположенные в центре массива, несмотря на двухсот - трехсотлетние хозяйственные вмешательства, в целом сохранились. В них соблюдается установленное И. А. Алексеевым (2000) рациональное соотношение запаса растущей части, свежего отпада, старого сухостоя и валежника 100: 1: 5:2. Это видно по размерам отпада в эталонных и устойчивых лесах на пробных площадях № 1, 2, 3, 4, 11, 15,17, 25, 30, 33 (прил.6).
Хозяйственные леса естественного происхождения или созданные частично сплошными культурами имеют при своем формировании особенности, которые отражаются на их устойчивости.
Естественные леса парка формировались по гарям или при узколесосечной сплошной вырубке из естественного возобновления смешанного состава. Почвы сосновых лесов благоприятны для роста сосны. Слабо связные песчаные слабогумусированные почвы почти не встречаются. Почвенно-грунтовые условия парка обычно отвечают условиям ТЛУ Ві, В2, С2, Вз,Сз. Имеются переходные лесорастительные условия от А.2, и В2. В этих условиях естественное возобновление сосны с ранних лет встречает угнетение со стороны лиственной примеси, особенно экземпляров порослевого происхождения. Естественные леса больше сохраняются в климаксовом виде по крутым склонам, в глубине массивов, и там, где сплошные рубки своевременно были заменены выборочными, с удалением фаутной лиственной примеси. В і естественных лесах сохраняется большинство видов редких краснокнижных растений. Больше условий жизни там находят и животные. Процесс формирования устойчивых к болезням сосняков естественного происхождения в парке происходил следующим образом. Возобновление из самосева сосны по числу деревьев размещалось по поранениям подстилки и почвы от 500 до 4000 экз./га. Березовый самосев состоял из порослевых (1000-12 тыс. экз.) и семенных экземпляров (10-100 экз./га). Они имелись на вырубках в достаточном количестве. Достаточно было полезных для сосны кустарников рябины (500-1800 экз./га) и крушины ломкой (100-2500 экз./га). Из других кустарников встречался можжевельник (200 -300 экз./га), который к настоящему времени почти исчез. Лиственные древесные породы и кустарники своим быстрым ростом обычно подавляли сосну и другую ценную примесь. Формированию сосняков способствовали сжигание в лесу порубочных остатков и низовые пожары, сдерживавшие рост лиственных пород. С целью предупреждения выпадения сосны применялись рубки ухода: осветление с удалением значительной части быстрорастущих лиственных деревьев и кустарников. После таких рубок доля сосны увеличивалась до преобладания в составе.
Это приводило к созданию условий для поражения сосны болезнями (сосновый вертун, ценангиоз, нектриоз, язвенный рак) (Алексеев, 1984; Гор-диенко, 1987). Но в связи с малой хозяйственной ценностью, получаемой при осветлениях и прочистках древесины, обычно сосновые биогеоценозы в своем развитии нарушались внутри выделов незначительно. Часто сильное из-реживание проводилось только вблизи дорог, просек. Таким образом, создавались условия для естественного формирования сосняков местной естественной популяции. Способы осветления, поддерживающие формирование более устойчивых сосняков в допарковых условиях, не изучены.
В смешанных сосново - лиственных молодняках равномерное изрежи-вание проводилось по низовому и комбинированному методам. При этом достигался достаточный лесозащитный эффект. При раннем осветлении лесозащитный эффект был выше, чем при позднем (старше 8 лет). В условиях сосновых молодняков естественного происхождения поздние изреживания, тем более в насаждениях искусственного происхождения, оказались мало эффективными. Они приводили к поражению насаждений корневыми гниля-ми из-за преобладания патогенных сукцессии в пнях.
Уборка по верховому прореживанию с выставлением на свет сидевших под пологом экземпляров сосны способствует задержке прироста в высоту на 2-3 года и поражению ценангиозом и сосновым вертуном, повреждению побегов- вьюнами. По верховому способу в основном следовало выбирать угнетающую сосну, лиственную примесь. Однако эти положения в лесхозе не всегда соблюдались. В насаждениях с богатой почвой и сильно развитым порослевым возобновлением необходимо было раньше проводить уходы (в возрасте 3-5 лет). При более позднем проведении эффект получался меньшим, чаще даже отрицательным.
В искусственно созданных насаждениях прочистки привели к поражению корневой губкой. В молодняках же естественного происхождения прочистки в основном оказались более или менее эффективными.
Проводившиеся лесхозом прореживания линейно - селекционным, выборочно равномерным, верховым способами в условиях парка показали отрицательный лесоводственный и лесохозяйственный эффект. Крупные порубочные остатки, оставленные в лесу по причинам отсутствия возможности реализации, способствовали развитию вредителей сосны - сосновой смолевки, вершинного короеда, большого соснового лубоеда. Они сильно поражались еловым и буро - фиолетовым трутовичками. Во время исследований нами были обнаружены на их стволах редкие виды грибов: Antrodia serialis, A.sinuosa, A.xantha, Bjerkandera adusta, Leptoporus mollis, Oligoporus, Athelia, Phlebia, Crepidotus, Dacromyces, Exidia. Поздние прореживания часто приводили к поражению сосны естественного происхождения опенком.
Проходные рубки лесхозом использовались в основном не для удаления дровяных фаутных стволов, а для получения качественной бесплатной древесины с целью переработки. Рубки уменьшали полноту древостоя и растущий запас в парке оказался уже в невосстанавливаемом состоянии. В лесозащит ном отношении проведенные даже при самом строгом соблюдении правил проходные рубки в доверительные сроки показали отрицательный эффект, который исправить никакими вмешательствами было невозможно. Перевод этих насаждений в полноценные парковые сосновые древостой уже невозможен, разве только для создания удобных для посещения рекреантами редин.
Сосновые культуры по прогалинам, гарям и на вырубках. Расположение территории парка в зоне рискованного естественного возобновления сосновых лесов, заставляли лесхозы возобновлять леса, и в первую очередь - сосновые, искусственным путем. При этом применялись самые простые способы создания культур с большой перестраховкой на приживаемость и устойчивость к повреждениям корневыми вредителями сосны майским хрущем (Melolontha hyppocastani (Fr. Fr.) и стволовым - подкорным клопом (Aradus cinnamomeus Panz). Создавались густые культуры из чистой сосны, часто из сеянцев, выращенных из семян неизвестного происхождения. Так исчезал на глазах генофонд сосны шишкинских времен. Примесь лиственных пород удалялась при уходе за культурами. Рубки ухода в искусственно созданных насаждениях сосны проводились в поздние сроки, что приводило к массовому поражению корневой губкой.
Процесс формирования климаксовых насаждений искусственно созданных сообществ происходил (и в настоящее время происходит) в большинстве случаев весьма болезненно. Болезненное состояние такого сообщетва после длительного, однобокого продуцентного, слабого изреживания заканчивается взрывом распада. Таким образом, крупнейший резервуар биологически связанного углерода в древесном запасе распадается под воздействием активной деятельности широкого круга гетеротрофных организмов - дезынтеграторов углерода - грибов, бактерий, беспозвоночных живых организмов. В числе дезынтеграторов на первом месте числятся грибы, составляющие основу ксилофильного гетеротрофного сообщества в лесном биогеоценозе. Древесину разрушают несовершенные - сумчатые и базидиальные грибы. Причем, обладая ограниченной способностью ферментативного разложения древесины, первые подготавливают среду для развития основных разрушителей из базидиальных грибов. (Константная, 1964; Крапивина, 1982; Мейер, 1983; Рипачек, 1967; Частухин, 1969; Мухин, 1993; Wilcox, 1970).
К грибам близко находятся целлюлозоразрушающие бактерии, способные активно разрушать клетчатку (Имшенецкий, 1953).
Базидиальные дереворазрушающие грибы способны самостоятельно, без участия других организмов, осуществить полное биологическое разложение как лигно - углеводного комплекса древесины, так и содержащихся в древесине жиров, белков, смолистых веществ. Грибами полностью используется также минеральное содержимое древесины. Изучением этой группы организмов занимались А. С. Бондарцев (1953), Э. X. Пармасто (1955), В. Рипчек (1965), В. А. Мухин (1993) и др.
По данным И. А. Алексеева (1974), в искусственно созданных сосновых насаждениях постепенно создается грибной «вакуум» не в отношении количества базидиом (плодовых тел), а в смысле видовой насыщенности. При этом фиксируется длительное отсутствие оптимального биологического разнообразия ксилотрофных гетеротрофных организмов из групп факультативных паразитов и почвенных грибов - типичных редуцентов. Именно их биоразнообразие сдерживает взрыв разрушения древостоев активными дерево-разрушителями. Таким образом, грибы относятся к важнейшим составляющим лесного биогеоценоза. С ним и приходится считаться в условиях интенсивного вмешательства в ООПТ. Учение о биогеоценозе как научном направлении, разработанное акад. В.Н. Сукачевым (1964), в совокупности рассматривает разнообразные проявления продуцентной, консументной и реду-центной деятельности в растительном сообществе и, в первую очередь, лесном.
Влияние состава и возраста насаждений на распространение корневых гнилей в сосновых фитоценозах
Корневая губка в сосняках Нижнего Прикамья является основным фак тором, препятствующим формированию устойчивых насаждений. Здесь пре обладает штамм «р» - наиболее активный разрушитель древесины, корней растущих деревьев сосны и других хвойных пород. Болезнь, вызываемая корневой губкой, при вторичном заражении поражает все древесные породы лесов Нижнего Прикамья. При соблюдении общей санитарии поражение со сны корневой губкой ограничиваются очаговыми насаждениями (90 % об следованных участков). Переходу в диффузно-очаговое и очаговое пораже ние способствуют повреждение сильно ослабленных и усыхающих стволов комплексом стволовых, вершинных и корневых вредителей, изменение поч венных характеристик в негативную сторону под влиянием подтопления. В числе основных стволовых вредителей сосны, определяющих на 50-70 % усыхание пораженных корневой губкой деревьев, - большой сосновый лубо ед (Tomiaus piniperda L.), большой сосновый усач (Monochamus galloporovin r dales L.), синяя сосновая златка (Phaenops суапеа F.), сосновые смолевки (Pissodes piniphilus Hrbst), вершинный короед (ips acuminatus Gyll). Причем большой сосновый лубоед и черный сосновый усач приводят к образованию весеннего сухостоя, а синяя сосновая златка - позднелетнего. Причем преобладает первый тип усыхания.
Чисто патогенный отпад превалирует лишь в начальной стадии поражения, он касается поражения угнетенных деревьев. Поэтому начало поражения болезнью часто не фиксируется. По мере развития очага усыхания - оголения лесной площади роль вредителей возрастает, и отпад из патогенного переходит в патологический, то есть комплексный.
К сожалению, этот факт до наших исследований четко не фиксировался. Поэтому назначенные лесозащитных мероприятий не показывали эффект. Отпад насаждений от болезней и вредителей до определенного возраста, а затем усыхание начинает приобретать хронический характер и поддерживается в активном состоянии до 40-65 лет.
Поражение сосновых насаждений корневой губкой в зависимости от возраста и ТЛУ представлено в прил. 9., на рис. 5.1.
По типам леса и лесорастительным условиям различий в поражении деревьев сосны в чистых культурах почти нет. Максимум поражения приходится на 45- летние насаждения. Связь усыхания деревьев сосны с возрастом (на этапе 20-50 лет) в типе В2 выражается уравнением:
П= 0,7+3,342х+0,0667х2,
где х=1,2,3,4,5 (номер десятилетия).
Для аппроксимации эмпирических данных по оценке степени поражения деревьев сосны корневой губкой от возраста и состава сосновых насаждений была использована степенная функция вида y=ab-zc, каждый из параметров которой имеет определенный физический смысл: у - доля поражения сосны корневой губкой, %; t - возраст сосновых насаждений, лет; z - доля сосны в составе древостоя; а - скорость изменения функции у в зависимости от изменения величин переменных t и z; Ъ - ускорение функции у в зависимости от изменения величины переменной /; с - ускорение функции в зависимости от изменения величины переменной Z.
Описание процесса степени поражения деревьев сосны корневой губкой с использованием данной функции стало возможным после обследования сосновых насаждений различного возраста и состава. При этом каждой точкой считались усредненные данные, полученные при обследовании типичных насаждений на 2-3 пробных площадях (табл. 5.1).
Моделирование процесса производилось при использовании программы STATISTICA 6.0 методом регрессионного анализа. Это позволило получить кривые, максимально точно описывающие фактические точки, так как коэффициент детерминации (R ) был равен 0,81 (рис. 5.2).
Установлено, что доля сосны в составе насаждений в большей степени влияет на поражение деревьев корневой губкой. Это показывают значения коэффициентов b и с.
Для моделирования процесса поражения деревьев корневой губкой в зависимости от доли сосны в составе насаждения была использована степенная функция вида a-z , где у доля поражения сосны корневой губкой, %; z -доля сосны в составе древостоя; а - скорость изменения функции у в зависимости от изменения величины переменной z\b - ускорение функции у в зависимости от изменения величины переменной z. Получение фактических точек производилось путем усреднения данных по классам возраста насаждений. В целом были сгруппированы данные по насаждениям, относящимся к 1.. .2 классам возраста, ко 2 и 3 классам возраста (рис. 5.3).
Моделирование показало, что ускорение процесса (значение коэффициента Ь) значительно в насаждениях 1...2 класса возраста, к 3 классу степень ускорения снижается, а к 4 классу возраста резко возрастает и является максимальным. Таким образом, по результатам моделирования установлено, что доля деревьев, поражаемых корневой губкой, существенно возрастает в насаждениях с долей участия сосны 0,8 и выше.
В условиях Национального парка «Нижняя Кама» лесовосстановитель-ными и лесоводственными мероприятиями (в том числе и с ограничением рекреации) следует обеспечивать к возрасту 20-50 лет долю участия лиственных пород в составе сосновых древостоев искусственного происхождения не менее 30%. В условиях массового поражения корневой губкой в 20-50 лет доля участия лиственных пород должна составлять не менее 40-50 %, а при возобновлении гарей частичными культурами -20%, при полном использовании естественного возобновления - не менее 10%. Но примесь лиственных пород должна размещаться не полосами, а в рядах сосны или ели, но при меньшей высоте. На рис. 5.4 показаны разнообразные плодовые тела корневой губки (Heterobasidion annosum (Fr) Bref.)
Эффективность лесозащитных мероприятий в парковых лесах
По утвержденному положению в парковых лесах предусмотрены мероприятия по защите лесов от вредителей и болезней способами, не приносящими ущерб экологии и парковому режиму. Уборка отпада и очистка от захламленности обеспечивает безопасность рекреантов парка и общую культуру ведения паркового хозяйства. Кроме того, приходится оценивать результаты допарко-вых вмешательств с целью определения влияния на санитарные и эстетические характеристики насаждений.
Лес растет долго, поэтому результаты различных вмешательств в жизнь леса выявляются лишь через определенное время. Так, по данным С. Ю. Берлинских, И. А. Алексеева (2004), лесозащитная эффективность способов возобновления леса выявляется лишь к 40-50 годам, осветлений - через 4-5 лет, прочистки - 5-6 и более лет, прореживаний -8 и более лет, проходных рубок - 10 и более лет, выборочных санитарных рубок - через 5 лет и более.
В литературе приводятся иные сведения по этому поводу. Так, лесозащитную оценку линейного способа прореживания на Украине пытались дать основываясь на двух-трех параметрах уже через 3-7 лет. И при этом делались однобокие и недостоверные выводы о том, что линейные рубки, по сравнению с из-реживанием выборочным способом средней степени интенсивности, ухудшают санитарное состояние леса. При этом не учитывались ни причины отпада, ни размерные параметры выпадающих деревьев, ни показатели полевой агрессивности, вирулентности и патогенности комплексных патологических факторов, ни расходы на проведение мероприятий и. т. д. В результате пришли к простому умозрительному заключению: линейные рубки в восприимчивых и пораженных корневой губкой насаждениях Советского Союза нецелесообразны. Поэтому нами этот способ был проверен на большом числе объектов и с доверительным сроком до 35 лет.
Техническую, хозяйственную, энергетическую экономическую экологическую эффективность разных видов рубок в условиях парковых сосновых насаждений мы оценивали по 31 параметру. В прил.21 приведены итоги определения технической эффективности.
Как свидетельствуют представленные данные, с точки зрения распространения и проявления негативных факторов, влияющих на состояние парковых сосновых насаждений, явно нецелесообразно проведение многократных рубок ухода по правилам, принятым в «Наставлении по рубкам ухода» (1974, 1994). Шестикратные рубки ухода и выборочные санитарные рубки по всем 9 показателям в 2,4 раза ухудшили санитарное состояние, чем при раннем (6 и 11 лет) проведении рубок ухода. Последние объекты приняты как контрольные. В восприимчивых к поражению корневой губкой чистых сосновых культурах в старопахотных и пораженных насаждениях линейно-селекционные (выборочные) рубки оказались также неэффективными. На этом фоне лучше выглядят такие же культуры без проведения рубок ухода в насаждениях старше 8 лет.
Объекты же чистых линейных рубок (при первом приеме рубились 2-3 ряда с одновременной вывозкой срубленных деревьев и оставлением 6 - 8 - рядных кулис) оказались лучшем в 2 раза положении, хотя в первые 2 года в крайние ряды со срубленных полос отмечается вывал деревьев (ПП 35). Но и там в последующем отпад уменьшился до уровня внутренних неухоженных рядов.
Равномерное изреживание наиболее трудоемкое и требует больше затрат.
Куртинное изреживание наиболее приемлемо при ландшафтном формировании объектов. При этом способе вокруг перспективных куртин сосны, ели, пихты и дуба удаляются в радиусе от 1,5 до 2,5 м от куртин деревья березы, осины, ивы, крушины, рябины, липы (при частой встречаемости). Способ поддается механизации - проводится с применением кустореза «Husquarna». Способ эффективен с экологической, экономической, лесоводственной и лесозащитной точек зрения. Однако при допарковом ведении лесного хозяйстве не применялся, как и другие виды осветлений.
При нахождении территории парка в ведении лесхоза прочистки в чистых сосновых культурах на старопахотах проводились часто. В основном применялись низовые и комбинированные методы изреживания с выделением перспективных, служебных и нежелательных деревьев. Последние удалялись при рубке. Лесоводственый эффект прочисток даже при поверхностной оценке (снижение прироста и др.) оказался ниже, чем осветлений. При проведении рубки часто травмировались деревья. Это привело к раннему развитию фаутов антропогенного, зоогенного, фитопатогенного и энтомогенного происхождения. Поэтому после проверки пройденных прочисткой насаждений в большинстве случаев эффект оказался отрицательным. Прочистка более затратна из-за излишних работ при трелевке и разделке заготовленной древесины. Оставляемая на корню древесина от этих рубок приводит к размножению сосновых вредителей и болезням, увеличивает пожарную опасность молодняков. Через 6-10 лет после проведения прочистки состав молодняков нарушился.
Такое заключение подтвердилось и при оценке эффективностей по хозяйственной, экономической и энергетической показателям (прил. 22 - 24). Эстетические характеристики ухоженных насаждений оказались положительными (прил. 25). Вмешательство проведения рубок ухода выборочным способом особенно сильно сказывается на санитарном состоянии насаждений. В устойчивых насаждениях сосны Национального парка «Марий Чодра» рубки ухода обычным (выборочным средней интенсивности способом), наоборот, оказали положительное влияние.
Безусловно, условия применения тех или иных рубок, в целом нежелательных в условиях особо охраняемых территорий, в каждом конкретном случае должны уточняться. При этом следует выявить порок вредоносности комплекса патологических факторов, при котором уже неизбежно применение таких «тяжелых» хирургических операций, как рубки.
Наиболее весомыми при определении момента вмешательства в чистые сосновые насаждения являются также следующие показатели:
- слабая дифференциация деревьев к «критическому возрасту», после наступления которого начинается разрушение древостоя патологическими факторами, которое фиксируется коэффициентами общего отпада KN, Kg и Км (Алексеев, 2000);
- первичная, активная и пассивная вторичная инфекции;
- интенсивное выпадение живого напочвенного покрова и кустарников;
- исчезновение грибных индикаторов устойчивых сосновых лесов;
- скорости разложения подстилки;
- отсутствие естественного возобновления сосны и других ее спутников;
- второй прием линейной рубки лучше проводить с учетом результатов первой рубки через 5-6 лет (в доверительный срок).
Если отпад в крайних рядах по сравнению с внутренними рядами не увеличился или отсутствует, в остальных кулисах рубятся сплошь 14, 15 и 16 ряды или 15 и 16 ряды. Если отпад в крайних рядах превышает отпад во внутренних рядах, второй прием рубок следует отложить на 2-3 года;
- третий прием линейной рубки проводят через 5 лет после второго приема;
- линейные рубки лучше проводить в первой половине лета, но с обязательной вывозкой деревьев без разделки и немедленной окоркой или распиловкой (тарный кряж) или выработкой технологической щепы.
Суммарная эффективность различных рубок ухода в сосновых насаждениях в условиях поражения корневой губкой представлена в таблице 6.3.
