RU EN

Меню страницы:

Публикации 2017 года

Контактная информация:

EIG Group, Лесной отдел

ул. Игаль Ядин, 53, Модиин, 71, 78514 Израиль

2 Лесная служба Израиля – Еврейский национальный фонд (Keren Kayemeth LeIsrael)

ул. M. P. Shimshon, Эштаол, 99775 Израиль

E-mail: prin@zahav.net.il; alexfr1946@gmail.com; michaelsp@kkl.org.il

Ключевые слова:
лесное хозяйство, сосна алеппская, непрерывное лесовостановление, устойчивость лесонасаждений, ландшафт
Страницы:
3–12

Реферат

УДК: 630*182.2 (569.4)

Спринцын С. М.1, Фрадкин А. М.1, Спринцын М. С.2 Оценка эффективности естественного возобновления сосны алеппской Pinus halepensis Mill. в Восточном Средиземноморье на примере Израиля // Сибирский лесной журнал. 2017. № 2. С. 3–12.

DOI: 10.15372/SJFS20170201

© Спринцын С. М., Фрадкин А. М., Спринцын М. С., 2017

Рассматриваются вопросы естественного возобновления хвойных лесов средиземноморской части Израиля, где преобладающей породой является сосна алеппская Pinus halepensis Mill. Естественное лесовозобновление в искусственно созданных монокультурных лесах, потенциал которого изучали, позволит создать непрерывное лесовоспроизводство и сделать породный состав лесов более разнообразным. Изучали влияние градиента осадков на темпы и интенсивность естественного возобновления деревьев сосны алеппской. Исследование проводили в четырех лесных массивах, расположенных в средиземноморской зоне Израиля, которая простирается от северных засушливых районов пустыни Негев (около 300 мм осадков в год) до прибрежных влажных центральных районов страны (около 550 мм в год). Измеряли высоту среднего дерева, диаметр на высоте груди, ширину кроны, плотность старовозрастных насаждений, количество возобновившихся саженцев и их видовой состав. Оценивали ландшафтные характеристики местности (уклон, экспозицию, долю скального покрова и световой режим). Измерения проводили на круговых пробных площадках (200 м²), распределенных по площади участка случайным образом. В результате проведенного исследования в рассматриваемых климатических условиях не найдено существенного влияния количества осадков на интенсивность естественного лесовозобновления. В то же время установлено, что наиболее сильное влияние на интенсивность лесовозобновления оказывает плотность старовозрастных древостоев. Существует тесная линейная корреляция между числом зрелых деревьев и количеством возобновившихся саженцев. Предложен коэффициент оценки интенсивности естественного возобновления сосновых насаждений и разработаны рекомендации по плотности старовозрастных насаждений и возобновившихся саженцев, а также времени рубок ухода.

Текст статьи


ВВЕДЕНИЕ

Естественное возобновление леса является важнейшим элементом устойчивой, самовоспроизводящейся лесоэкологической системы. Этот процесс исключительно актуален для большинства лесов, искусственно созданных на антропогенно нарушенных территориях Восточного Средиземноморья.

Существует ряд причин для привлечения внимания к процессам естественного лесовозобновления (Kerr et al., 2012):

– бóльшая экономичность по сравнению с традиционными методами лесоразведения в виде посадки новых саженцев;

– лучшая адаптация возобновившихся деревьев и лесных массивов к меняющимся климатическим условиям;

– серьезная общественная и профессиональная поддержка в сравнении с посадками новых хвойных лесов.

Возможно искусственное, естественное или комбинированное восстановление лесов. Первую стадию лесовосстановления хвойные леса Израиля прошли в период интенсивных посадок лесов по всей территории страны в 50–80-е гг. ХХ в. В настоящее время значительные площади этих лесов заняты насаждениями 55–70-летнего возраста, которые менее устойчивы в засушливые годы, периодически повторяющиеся в Восточном Средиземноморье, и больше подвергаются повреждениям и болезням. Сохранение этих насаждений, создание условий для их естественного возобновления имеют исключительное значение для всего лесного хозяйства Израиля. Очевидно, что там, где это возможно по климатическим и лесорастительным условиям, естественное лесовозобновление является наиболее эффективным и приоритетным (Neuschulz et al., 2016).

Задача настоящей работы – оценить влияние рубок прореживания и ухода на интенсивность естественного возобновления деревьев сосны алеппской.


МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сосна алеппская Pinus halepensis, или сосна иерусалимская, широко распространена в Средиземноморье и является неотъемлемым элементом природной среды этого обширного района. Она обладает развитой поверхностной корневой системой, охватывающей верхние 30–50 см почвенной толщи с простиранием корней на 3–4 м в разные стороны от ствола. В Израиле чистые насаждения сосны алеппской занимают примерно четверть всех лесов, или около 25 тыс. га (рис. 1).


Рис.1.jpg

Рис. 1. Леса из сосны алеппской в Израиле.


Уход за сосновыми лесонасаждениями осуществляется путем проведения рубок прореживания и санитарных рубок, чтобы к возрасту 40–50 лет количество деревьев было не более 250–300 экз./га. В подходящих ландшафтно-климатических условиях и при соблюдении правил ухода за лесом (Forest management..., 2014) сосна способна к самостоятельному возобновлению в количестве, достаточном для организации устойчивого лесного хозяйства.

Ареалы распространения сосны алеппской в Израиле характеризуются разными климатическими условиями: от 700–800 мм осадков в год в северной части страны до 200–250 мм в южной. Предельный возраст насаждений сосны алеппской в сухих условиях Восточного Средиземноморья ~ 80–100 лет.

Сосна показала высокую приживаемость и выживаемость во всех районах страны. Наилучшие условия для ее роста и естественного возобновления – хорошо дренированные склоны с выходами скальных пород, занимающими до 40 % площади склона, в районах со среднегодовым количеством осадков более 350 мм в год. При этом значительные площади (около 8000 га) заняты ее насаждениями в Негеве – в полупустынных климатических условиях. Однако за последние 40 лет на этих территориях не отмечено сколько-нибудь заметных площадей ее естественного возобновления.

В качестве объектов обследования выбраны участки лесонасаждений сосны в лесах Харель, Бен-Шемен, Харувит, Амация (табл. 1, рис. 2).


Таблица 1. Характеристика обследуемых участков

Участок

Местопо-ложение

Рельеф

Литология

Почва

Экспози-ция

Уклон, градусы

Осадки, мм в год

Год посадки

Плотность посадок, экз./ га

Харель

31.81º с. ш.

34.94º в. д.

Плато с уклоном

Меловые породы, 

перекрытые 

типичной для полупустынных 

регионов корой выветривания 

(местный термин – нари)

Ю–З

3–5

500

1951

2000

Бен- Шемен

31.93º с. ш.

37.97º в. д.

Склон

Темная

рендзина

Ю–В

7–10

500

1968

2500

Харувит

31.71º с. ш.

34.87º в. д.

Плато с уклоном

Ю

3–5

450

1956

2500

Амация

31.50º с. ш.

34.89º в. д.

Склон

Ю–В

5–7

350

1964

3000


Рис.2.jpg

Рис. 2. Участки обследования естественного лесовозобновления сосны алеппской (обозначены зеленым цветом).


Центральной территорией для обследования выбран опытный участок в лесу Харель, получивший статус экспериментального в 1998 г. Здесь проводили регулярные обследования и измеряли количество возобновившихся деревьев по породам и их высоту, а также осуществляли рекомендации по уходу за лесом. Цель мероприятий по уходу, в основном рубок 50–70-летних деревьев, – создание наилучших условий для естественного возобновления сосновых лесонасаждений и постоянной смены поколений растущего леса (Borghetty, Giannini, 2005).

Контролируемые рубки, проводившиеся регулярно с 1998 г., наряду с благоприятными ландшафтно-климатическими условиями способствовали интенсивному естественному возобновлению не только второго и третьего поколения сосновых деревьев, но и типичных для этой местности древесно-кустарниковых пород: рожковых Ceratonia siliqua и оливковых Olea europaea деревьев, крушины Rhamnus alaternus, сти́ракса Styrax officinalis.

Ведение лесного хозяйства на остальных территориях осуществлялось в обычном режиме, без создания условий, способствующих естественному лесовозобновлению. Так, например, на участке в лесу Бен-Шемен, расположенном в сходных с лесом Харель ландшафтно-климатических условиях, также проводились рубки прореживания, однако они были нерегулярными и зачастую запаздывали. Это оказало влияние на интенсивность естественного возобновления и качество возобновившихся саженцев сосны, которые здесь значительно ниже, чем на опытной площадке в лесу Харель. Аналогичная ситуация сложилась и в лесу Харувит. На участке в лесу Амация, расположенном на 40 км южнее леса Харель, рубки прореживания в первые 20 лет не осуществляли, а начиная с 1985 г. проводили регулярно каждые 10 лет. Однако интенсивное лесовозобновление началось здесь только с 2005 г.

В данной работе основное внимание сосредоточено на оценке влияния густоты старовозрастных деревьев первого поколения на интенсивность и качество естественного возобновления сосны алеппской (Yang et al., 2014). При обследовании описывали экспозицию и уклон, напочвенный покров, наличие скального покрытия и травяного покрова, освещенность (Беляева, Нойкина, 2008).

Данные обследования классифицировались по следующим группам: ландшафтные и лесообразующие.

К ландшафтным характеристикам местопроизрастания относятся:

· направление уклона и его величина;

· покрытие территории скальными выходами (%), их высота;

· освещенность территории: до 30 % тени, 30–60 и более 60 %;

· наличие травяного покрова и его высота.

К лесообразующим факторам относятся:

· количество старовозрастных деревьев первого поколения, их возраст, высота, диаметр, ширина кроны, жизнеспособность;

· численность и породный состав возобновившихся деревьев (подрост): редкое насаждение – до 800 шт./га, среднее – 1000, густое – 1200–1400, очень густое – более 1400 тыс. шт./га;

· встречаемость подроста: равномерный – свыше 65 %, неравномерный – 40–65 %, групповой – не менее 10–15 экз. жизнеспособного подроста в группе;

· средняя высота возобновившегося подроста по группам: до 30 см, 31–60, 61–130, выше 130 см;

· жизнеспособность подроста, которую определяли по сочетанию ряда показателей (густое охвоение, зеленая или темно-зеленая окраска хвои, густая или средней густоты крона, прямые стволы) и разделяли на три группы: жизнеспособный подрост – 1, сомнительный подрост – 2, нежизнеспособный подрост – 3.

Обследование проводили в период январь–март 2016 г. Для сбора данных на всех обследуемых территориях случайным образом закладывали пробные площадки (ПП) радиусом 8 м и площадью 200 м2, проводили их геоинформационное и почвенно-ландшафтное описание (рис. 3).


Рис. 3.jpg

Рис. 3. Распределение ПП в лесу Харель.


В общей сложности на всех обследуемых участках заложено 65 ПП.


РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Размеры статьи не позволяют привести полную базу данных по всем обследованным территориям, поэтому ограничимся частью основных показателей по ПП на участке в лесу Харель (табл. 2, 3).


Таблица 2. Общая характеристика ландшафта ПП на опытном участке в лесу Харель (данные 2016 г.)

Номер ПП

Экспозиция

Уклон, градусы

Выходы скальных пород

Освещенность

Травянистое покрытие

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

16

17

18

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

СВ

Плато

>>

>>

Ю

Ю

ЮЗ

СЗ

СЗ

СЗ

Ю

ЮЗ

Плато

Ю

Ю

Плато

ЮЗ

З

Ю

ЮЗ

З

З

Плато

ЮЗ

Плато

>>

ЮЗ

ЮЗ

Плато

>>

ЮЗ

СЗ

Плато

С

С

5

0

0

0

12

10

12

10

10

10

15

5

0

10

12

0

8

5

10

8

12

10

0

10

0

0

5

5

0

0

10

15

0

5

15

40

70

40

60

50

40

20

20

20

20

60

50

0

50

20

40

0

60

30

10

20

20

30

30

20

40

10

30

20

0

30

20

40

40

20

90

60

80

60

80

60

40

70

70

70

60

70

60

80

60

50

40

30

80

60

60

70

60

60

30

60

50

40

50

0

60

80

50

80

70

60

40

50

40

50

60

60

80

80

80

40

50

80

50

80

50

100

40

70

90

80

80

70

70

80

60

90

70

80

100

70

80

60

60

80


Таблица 3. Данные, характеризующие лесной покров на ПП на опытном участке в лесу Харель (данные 2016 г.)

Верхний ярус – деревья первого поколения

Подрост

Количество стволов, экз./га,

Высота, м

Диаметр ствола, см

Ширина кроны, м

Общее количество подроста разных пород, экз./га

Количество

подроста сосны, экз./га

Высота подроста

сосны, м

50

0

50

100

50

50

0

50

0

50

0

0

50

0

0

0

0

0

50

50

0

50

0

0

100

0

0

50

0

0

50

0

0

50

100

22

0

18

16

23

20

0

23

0

23

0

0

20

0

0

0

0

0

0

27

0

24

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

20

25

51

0

46

30

47

44

0

48

0

48

0

0

32

0

0

0

0

0

0

49

0

64

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

41

47

7

0

12

9

7

6

0

4

0

4

0

0

5

0

0

0

0

0

0

9

0

9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

8

350

850

650

600

750

850

800

350

350

700

750

900

150

450

1550

1450

4350

1050

700

1100

350

550

900

850

2850

750

1350

1300

2650

1400

2100

600

600

350

550

0

150

350

200

200

150

350

100

250

50

450

300

0

50

150

950

2600

900

400

600

300

150

300

300

1100

350

350

1150

2450

1250

1600

50

200

100

200

0

8

4

1

4

7

8

5

6

1

4

5

0

2

1

7

6

8

5

7

7

12

7

5

4

7

7

4

6

5

6

6

11

10

8


Таблица 4. Доля возобновившихся сосновых деревьев в общем количестве возобновившихся насаждений по обследованным территориям

Участок

Общее количество деревьев подроста

Количество соснового подроста

Доля соснового подроста в общем количестве подроста на 1 га, %

экз./га

Харель

Бен-Шемен

1020

1500

1250

850

550

1190

950

850

54

79

76

100

Харувит

Амация


Стоит обратить внимание, что опытный участок в лесу Харель характеризуется бóльшим разнообразием деревьев различных пород, обеспечивая тем самым бóльшую экологическую устойчивость всего лесного массива.

На остальных территориях среди возобновившихся саженцев отмечены отдельные экземпляры рожковых и оливковых деревьев и в небольшом количестве крушина. На площадке в лесу Амация доминируют деревья сосны алеппской.

Участок в лесу Харель является прекрасным доказательством возможности возрождения естественного состояния антропогенно нарушенной природной среды. Решающую роль играют здесь пионерные сосновые насаждения. Высаженные на пустынных склонах и плато сосновые насаждения при правильном уходе обеспечили рост и выживание под своим пологом новых деревьев не только сосны, но и других пород, в короткое время создав прецедент непрерывного воспроизводства лесов в довольно сложных, неустойчивых природно-климатических условиях.

Отмеченные тенденции позволяют сделать вывод, что искусственно созданные более полвека назад хвойные леса Израиля постепенно становятся устойчивой самовоспроизводящейся экологической системой, для которой необходимо сформировать соответствующие правила управления.

Проведенное обследование показало, что решающим фактором, влияющим на количественные и качественные характеристики естественного лесозобновления, является планомерный нормативный уход за лесом. Чрезмерная густота лесонасаждений 50–60-летнего возраста задерживает процесс естественного лесовозобновления. Не менее важно подчеркнуть, что в рубках ухода нуждаются и возобновившиеся насаждения (Бех, Данченко, 2007). Так, в лесах Бен-Шемен, Харувит и Амация рубки ухода деревьев как первого поколения, так и возобновившегося молодняка либо вовсе не проводились, либо осуществлялись со значительным опозданием относительно возраста древостоев. Индикатором такого положения является существенная разница в высоте саженцев на этих территориях по сравнению с опытным участком в лесу Харель, где средняя высота саженцев в 2 раза и более выше, чем на остальных обследованных территориях (табл. 5).


Таблица 5. Средняя высота возобновившихся саженцев

Обследуемая территория

Средняя высота саженцев сосны, м

Харель

Бен-Шемен

Харувит

Амация

7.2

3.9

3.8

1.2


Как уже отмечено, ключевой момент, определяющий успешность естественного лесовозобновления, – это густота старовозрастных (в нашем случае пионерных) лесонасаждений (Lieffers et al., 2008). Анализ данных естественного возобновления на всех обследованных участках показал наличие корреляционной связи между плотностью старовозрастных деревьев первого поколения и плотностью возобновившихся деревьев сосны алеппской (рис. 4).


А

Рис. 4А.jpg 


Б

 Рис.4Б.jpg


В

Рис.4В.jpg 


Г

 Рис.4Г.jpg

Рис. 4. Связь между плотностью старовозрастных сосновых деревьев и плотностью возобновившихся сосновых саженцев в лесах.


На всех обследованных участках отчетливо просматривается тенденция увеличения количества возобновившегося подроста при уменьшении плотности старовозрастных деревьев первого поколения (Hessenmöller et al., 2013).

На основе полученных в ходе обследования данных можно рассчитать коэффициент интенсивности лесовозобновления, представляющий собой отношение густоты возобновившихся к густоте старовозрастных деревьев (табл. 6).


Таблица 6. Коэффициент интенсивности лесовозобновления

Участок

Плотность насаждений, экз./га

Коэффициент 

интенсивности 

лесовозобновления

старовозрастных

возобновившихся

Бен Шемен

Харель

170

30

270

80

960

880

950

600

5.65

29.33

3.52

7.5

Харувит

Амация


Этот показатель может быть использован для оценки состояния естественного лесовозобновления и планирования сроков и масштабов различных видов рубок ухода за лесом с целью создания лучших условий для дальнейшего существования старовозрастных насаждений и естественного возобновления лесных массивов.

Лесоводство подчиняется определенным закономерностям, знание и соблюдение которых гарантируют непрерывный процесс воспроизводства леса (Shearer, Sсhmidt, 1998). Теоретически такой процесс может выглядеть так, как показано на рис. 5.


Рис.5'.jpg 

Рис. 5. Теоретический процесс непрерывного воспроизводства леса.


Однако на практике не всегда удается соблюдать нормы и временные интервалы проведения рубок ухода за лесом, поэтому конкретный процесс лесовозобновления на примере участка в лесу Харель выглядит несколько иначе (рис. 6).


Рис. 6'.jpg

Рис. 6. Фактический процесс естественного лесовозобновления и его прогноз (старше 55 лет) на участке в лесу Харель.


Даже на эталонной для данного обследования территории фактическое положение не соответствует оптимальному, поскольку рубки ухода проводились не всегда вовремя и с превышением норм. Например, с 1951 по 1961 г. количество деревьев на 1 га было снижено почти вдвое, в то время как нормы допускают не более 30 % снижения густоты лесонасаждений в один прием. Подобная практика совершенно неприемлема, так как лесонасаждения подвергаются излишнему стрессу, болезням, усыханию. Одновременно с этим не осуществлялись рубки прореживания деревьев второго поколения, что привело к их чрезмерной густоте. Сохранение леса как экологической системы потребовало принятия срочных мер. В 1998 г. проведены контролируемые рубки ухода, резко снижена плотность возобновившихся деревьев и, несмотря на определенный стрессовый период, сегодня участок в лесу Харель служит примером естественного возобновления сосны алеппской, что говорит о наличии реальных возможностей создания устойчивой лесной экологической системы на базе непрерывного воспроизводства лесных ресурсов в Восточном Средиземноморье.

На основании проведенного обследования и анализа собранных данных разработаны рекомендации по плотности лесонасаждений сосны алеппской в целях наиболее эффективного естественного лесовосстановления (табл. 7).


Таблица 7. Рекомендации по плотности лесонасаждений

Поколение деревьев

1-е (искусственно высаженные)

2-е (возобновившиеся)

3-е (возобновившиеся)

Возраст, лет

Плотность, экз./га

Возраст, лет

Плотность, экз./га

Возраст, лет

Плотность, экз./га

10

20

2000

1500

30

40

600

300

5

15

500

1200

5

500

50

60

100

50

25

35

600

200

15

25

1200

600

80

50

55

150

45

55

200

150


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное обследование и анализ собранных данных показали, что в Восточном Средиземноморье возможно интенсивное естественное возобновление деревьев сосны алеппской.

Регулярное проведение мероприятий по уходу за лесом (рубки прореживания и санитарные) обеспечивает постепенное восстановление естественной природной лесной среды с достаточным разнообразием типичных для этого ландшафта древесных и кустарниковых пород.

Существует корреляционная связь между плотностью старовозрастных деревьев сосны алеппской первого поколения и плотностью возобновившихся саженцев.

На территориях с чрезмерно плотными насаждениями первого поколения естественное возобновление затруднено. Возобновившиеся деревья на этих территориях характеризуются общей угнетенностью и отстают в росте.

Предложен коэффициент интенсивности естественного лесовозобновления, который может быть использован для оценки и планирования мероприятий по уходу за лесом.

Предложены нормы густоты насаждений первого яруса и возобновившихся деревьев, обеспечивающие непрерывность процесса воспроизводства леса.

Дальнейшие исследования предполагают изучение, систематизацию и формирование оптимальных экологических условий, способствующих естественному возобновлению хвойных насаждений.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Беляева Н. В., Нойкина А. М. Успешность естественного возобновления сосны на вырубках в зависимости от типа леса // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2008. № 21. С. 6–13.

Бех И. А., Данченко А. М. Проблема устойчивости в лесоведении // Вестн. Томск. гос. ун-та. Биол. 2007. № 295. С. 215–219.

Borghetty M., Giannini R. Natural regeneration in woodland management // Biodiversity Conservation and Habitat Management. Encyclopedia of Life Support Systems. 2005. V. 1. P. 208–218.

Forest management policy of Israel. Guidelines for planning and managementKeren Kayemeth LeIsrael – Jewish National Fund, March 2014. 45 p.

Hessenmöller D., Elsenhans A. S., Schulze E. D. Sampling forest tree regeneration with a transect approach // Ann. For. Res. 2013. V. 56 (1). P. 3–14.

Kerr G., Stokes V., Peace A., Wylder B. Natural regeneration of conifers. Helping forest managers to predict success // Quarterly J. Forestry. 2012. V. 106 (1). P. 23–30.

Lieffers V. J., Armstrong G. W., Stadt K. J., Marenholtz E. HForest regeneration standards: are they limiting management options for Alberta's boreal mixedwoods? // The Forestry Chronicle. 2008. V. 84. N. 1. P. 76–82. 

Neuschulz E. L., Mueller T., Schleuning M., Böhning-Gaese K. Pollination and seed dispersal are the most threatened processes of plant regeneration // Sci. Rep. 2016. V. 6. Article number 29839.

Shearer R. C., Sсhmidt J. A. Natural regeneration after harvest and residue treatment in a mixed conifer forest of northwestern Montana // Can. J. For. Res. 1999. V. 29. N. 2. P. 274-279.

Yang X., Yan D., Liu CNatural regeneration of trees in three types of afforested stands in the Taihang Mountains, China // PLOS ONE, 2014.


Вернуться к списку статей