Публикации 2014-2023 гг.

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. 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

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. 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.)

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

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

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

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

 

Б

 

В

 

Г

 

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

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. 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. 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

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 management. Keren 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. H. Forest 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 C. Natural regeneration of trees in three types of afforested stands in the Taihang Mountains, China // PLOS ONE, 2014.