Региональные особенности возобновительного процесса кедровых лесов Кузбасса (Шмонов А.М.)

Насаждения кедра сибирского в лесах Кемеровской области занимают 1,9 млн. га, или 48 % лесопокрытой площади, в том числе с преобладанием кедра (30 % и более по запасу) 0,2 млн. га, на площади 1,6 млн. га кедр участвует в составе древостоев других пород и на остальной территории встречается только в подросте.

В области экологический ареал занят не только кедром. Площади с эдафическими условиями, наиболее соответствующими экологии кедра, заняты пихтовыми древостоями, а кедровники приурочены к гидроморфному или субгидроморфному ряду почв. На дренированных участках кедровые насаждения встречаются в условиях пониженного плодородия почв.

Кедровники редко имеют чистые по составу древостой - всего 1,5 тыс. га. Насаждения преимущественно разновозрастные, смешанные по составу (5К2ПIЕIБIОс), низкополнотные (0,54), средний класс бонитета III. В распределении по типам леса преобладают кедровники высокотравной (62 %) и разнотравной (19%) групп типов леса. Мшистая группа типов леса представлена незначительно (4%). Мозаичное размещение по территории, сложный состав, низкая полнота и преобладание насаждений высокотравного типа характеризуют региональные особенности кедровых лесов области.

Перечисленные особенности являются следствием лесообразовательного процесса в условиях, определяемых распространением незамерзающих почв, меридиональной ориентацией горных хребтов, преобладанием юго-западных ветров.

Используя сведения по истории лесов Западной Сибири (Крылов, 1961), данные палеоботанических исследований по сопредельным с областью районам Томской области (Пьявченко и др., 1973), Хакассии (Нащекин, 1965, 1967), Западного Саяна (Савина, 1976) и данные о современном распространении кедра в пределах Кузбасса, можно прийти к заключению, что до начала XVII в. в рассматриваемом регионе кедровники занимали площадь около 1 млн. га. Однако в течение XVII-XIX вв. было пройдено лесными пожарами и вырублено 700-750 тыс. га. В текущем столетии вследствие интенсивной рубки площадь кедровников сократилась еще на 100 тыс. га.

Поселение кедра под пологом насаждений, возникающих на гарях и вырубках, - процесс очень длительный. В древостоях I-II классов возраста кедр в составе подроста составляет 2% насаждений всех древесных пород, III-IV-15, V-VI - 28 и старше VI класса возраста - 39%. При существующих темпах лесоэксплуатации площади насаждений кедра в лесах региона за последующие 80 лет могут уменьшиться примерно еще на треть. При этом практически полностью исчерпается возможность формирования насаждений с участием кедра в качестве эдификатора, и одними только лесокультурными мероприятиями предотвратить нежелательные последствия будет невозможно.

Принимая во внимание исключительно важную роль кедра в повышении продуктивности лесов региона, учитывая высокую степень эксплуатационной значимости, особенности распространения кедра и восстановительной динамики темнохвойно-кедровых лесов, возникает необходимость при проведении хозяйственных мероприятий полнее использовать естественно протекающие возобновительные процессы с участием кедра для восстановления кедровников и повышения их продуктивности.

Для осуществления подобных мероприятий необходимо иметь ясное представление о закономерностях возобновительного процесса, протекающего во всех типах леса с участием кедра в составе древесного яруса и в подросте. Из многочисленных публикаций известно, что возобновление кедра отличается региональной спецификой, причем в литературе обычно характеризуются лесовозобновительные процессы, протекающие в насаждениях разнотравной и мшистой групп типов леса (Поварницын, 1944; Попов, 1947; Крылов и др., 1975), т. е. в наименее распространенных в пределах Кузбасса.

Для характеристики региональных особенностей возобновления леса с участием кедра автором изучались закономерности формирования и развития подроста кедра сибирского в преобладающих типах леса.

Сбор полевого материала производился по методике А. В. Побединского (1966), оценка жизненного состояния подроста осуществлялась в соответствии с рекомендациями Ю. А. Злобина (1976), успешность возобновления определялась по шкале Г. В. Крылова и М. И. Куликова (1962), для выявления возраста особей использовалась специально разработанная методика (Шмонов, 1976), дифференциация подроста по высоте в связи с изменением его возраста оценивалась коэффициентами вариации. Пробные площади в трехкратной повторностн закладывались в насаждениях 36 типов леса, из которых 27 были кедровыми.

Преобладание высокотравных типов леса влияет на общую характеристику успешности возобновления кедра в кедровых лесах. Только 10 % кедровников имеют удовлетворительное возобновление, 40 % - слабое, 30 % - неудовлетворительное, в остальных кедровниках кедр отсутствует в составе подроста. Удовлетворительное возобновление имеют кедровники сфагновой, травяно-болотной, мшистой и незначительной части разнотравной групп типов леса. Насаждения высокотравных (широкотравных, папоротниковых и' крупнотравных) групп типов леса кедра в составе подроста не имеют, или его количество очень мало для того, чтобы предварительное возобновление кедра в них считать удовлетворительным. Возобновительные процессы в кедровниках лесохозяйственных зон, выделенных на территории области Г. В. Крыловым (1962), протекают с неодинаковой степенью интенсивности. Успешнее возобновляется кедр в зоне южной тайги. В остепненных лесах, как и в высокогорных, возобновительные процессы заметно ослаблены. В пределах высотных поясов гор наблюдается тенденция к понижению интенсивности возобновления в направлении сверху вниз. В черневых кедровниках, которые по комплексу абиотических факторов лучше всего соответствуют экологии кедра, возобновление наиболее слабое. Это связано с широким распространением крупнотравного типа леса в этом классе кедровников и большой конкурентной способностью пихты.

Наиболее хорошо (4-16 тыс. га) кедр представлен в подросте равнинных кедровников лабазникововейникового и хвощово-сфагнового типов и в баданово-черничниковом субальпийско-таежного пояса. В значительно меньшем количестве (2-4 тыс. га) встречается он в хвощово-зеленомошном типе пояса черневых лесов, в вейниково-зеленомошно-черничниковом и вейниково-зеленомошном типах леса горно-таежного пояса, а также в мелкопапоротниково-мшистом и мелкопапоротниково-вейниковом типах равнинного ряда. В других типах леса кедр в подросте отсутствует или малочислен (менее 1 тыс. га).

Имеется определенная связь между успешностью возобновления кедра и полнотой, с одной стороны, и возрастом древостоев- с другой. Значительное количество кедра в подросте наблюдается в древостоях 200-летнего возраста, а наибольшее - в 240-летних. Это характерно для кедровников всех лесохозяйственных зон. Влияние полноты древостоя на успешность возобновления кедра зависит от типологического спектра кедровников в каждой из зон. В крупнотравной и широкотравной группах типов леса наибольшее количество кедра в подросте отмечено под пологом древостоев с относительной полнотой 0,8-0,9, в разнотравной группе - с полнотой 0,6-0,7, а в остальных еще меньшей - 0,5.

Эти данные позволяют прийти к заключению, что в кедровниках со слабо развитым травяным покровом условия для появления и развития кедра в подросте создаются под пологом пониженной полноты. Это свидетельствует о том, что главной причиной гибели кедра в подросте является недостаточная освещенность подпологового пространства в сильно сомкнутых древостоях.

В кедровниках высокотравного типа влияние полноты древостоя на возобновление носит обратный характер: чем полнее древесный полог, тем слабее развит напочвенный травяной покров и тем больше подроста кедра. Следовательно, высокая полнота древостоя в указанном типе леса не лимитирует появление и развитие кедра в подросте; напротив, ослабленная освещенность под пологом плотного древостоя дает кедру определенные преимущества во взаимоотношениях с травянистой растительностью.

Следует также учитывать, что травяной покров в насаждениях высокотравного типа леса при любой сомкнутости древостоя не может существенно повлиять на ухудшение светового режима для роста кедра, так как кедр по фенофазам развития опережает развитие травяного покрова, состоящего из высокостебельных видов. Действительно, кедр вегетирует раньше и закладывает верхушечную почку тогда, когда плотный покров из крупнотравья еще начинает лишь возникать.

Неудовлетворительное возобновление кедра в высокотравных кедровниках не может быть также следствием вредного для него аллелопатического влияния со стороны доминирующих видов подчиненных ярусов фитоценоза.

В литературе (Судачкова, 1965; Ширская, 1958) можно встретить высказывания о том, что на молодые особи кедра отрицательное влияние оказывают выделения надземных частей бадана, вейника тупоколоскового, опад осины и кедра, корневые выделения вейника тупоколоскового. Нами такого влияния не установлено. Напротив, факты свидетельствуют о том, что как раз в бадановых и разнотравных кедровниках возобновительные процессы протекают у кедра успешнее, чем в высокотравных.

На наш взгляд, слабый возобновительный процесс в насаждениях высокотравного типа обусловлен своеобразием почвообразовательного процесса. Суть его заключается в том, что вследствие круглогодовой жизнедеятельности микроорганизмов растительные остатки в насаждениях высокотравного типа разлагаются без образования подстилки и азот в поверхностных горизонтах почвы накапливается в избыточном количестве, что сопровождается, в свою очередь, нарушением углеводного обмена и торможением ростовых процессов у всходов (Вишнякова, 1974; Судачкова, Расторгуева, 1971).

При планировании лесохозяйственных мероприятий с целью оптимизации для подроста условий развития исходят обычно из его количественных показателей и состояния (благонадежности), причем признано целесообразным проводить лесоводственные уходы за кедровым подростом, если на 1 га насаждений имеется более 1 тыс. хорошо развитых экземпляров высотой более 1 м. В нашем случае подобный подход к назначению и проведению лесохозяйственных мероприятий позволит влиять на процесс естественного формирования насаждений лишь на 10 % площади кедровых лесов и на 2 % площади насаждений с участием кедра в подросте.

Периоды минимального прироста подроста кедра сибирского в высоту в кедровых лесах Кемеровской области

В результате изучения закономерностей роста подроста кедра сибирского под материнским пологом определен свойственный каждому типу леса кедровников период наиболее интенсивного отпада особей. Наиболее интенсивный отпад зафиксирован в большинстве типов леса на протяжении 5-10 лет и приходится он на определенные интервалы возраста (возрастные периоды). В эти периоды средний годичный прирост подроста по высоте, не считая первого пятилетия, около 1 см (см. таблицу). Лесохозяйственные уходы за кедровым подростом лучше всего проводить до наступления этих периодов.

В отличие от кедровников, ельников и пихтарников, под пологом мелколиственных и светлохвойных пород пространственное размещение и возрастная структура подроста более однородны. Однако, если в первые два пятилетия темпы роста подроста практически не зависят от состава пород в древостоях, то затем под пологом мелколиственных и светлохвойных лесообразователей они становятся выше, и это находит свое отражение в общей средней высоте в сопоставимом возрасте. Все это свидетельствует о том, что мелколиственные и светлохвойные насаждения с кедровым подростом являются теми объектами, на базе которых при помощи лесохозяйственных мероприятий можно добиться преобладания кедра, не прибегая к дорогостоящему искусственному воспроизводству его насаждений.

Литература

Вишнякова Э. В. Микрофлора кедровников Западного Саяна. Новосибирск: Наука, 1974. 141 с.

3лобин Ю. А. Оценка качества ценопопуляций подроста древесных пород. - Лесоведение, 1976, № 6, с. 72-79.

Крылов Г. В. Леса Западной Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1961.254с.

Крылов Г. В. Лесные ресурсы и лесорастительное районирование Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962. 240 с.

Крылов Г. В., Куликов М. И. Оценка возобновления хвойных пород на вырубках в Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962, с. 103-113.

Крылов Г. В., Таланцев Н. К., Куликов М. И. и др. Лесовозобновительные процессы в лесах таежной зоны Западной Сибири. - В кн.: Возобновление леса. М.: Колос, 1975, с. 252-272.

Нащекин В. Д. Споровопыльцевые спектры погребенных гумусовых горизонтов почв Хакасского стационара. - В кн.: Материалы к истории лесов степных котловин Хакассии: Тезисы докл. иаучн. конф. по лесному почвоведению. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1965, с. 162-163.

Нащекин В. Д. Исторические предпосылки возникновения дефляции. - В кн.: Формирование и свойства перевеянных почв. М.: Наука, 1967, с. 21-38.

Побединский А. В. Изучение лесовосстановительных процессов. (Методические указания.) М.: Наука, 1966. с. 63.

Поварницын В. А. Кедровые леса СССР. Красноярск: Сибирский лесотехн. ин-т, 1944. 220 с.

Попов В. В. К вопросу о состоянии естественного возобновления кедровых лесов Сибири. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1947, с. 3-13.

Пьявченко Н. И., Метельцева Е. П., Козловская Л. С, Горлова Р. И. Палеогеографические условия голоцена на юге Западной Сибири по данным комплексного изучения торфяников. - В кн.: Проблемы биогеоценологии, геоботаники и ботанической географии. Л.: Наука, 1973, с. 207-218.

Савина Л. Н. Новейшая история лесов Западного Саяна (по данным спорово-пыльцевого анализа почв). Новосибирск: Наука, 1976. 156 с.

Судачкова Н. Е. Условия развития и минерального питания подроста и сеянцев кедра сибирского. - В кн.: Физиологическая характеристика древесных пород Средней Сибири. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1965, с. 5-24.

Судачкова Н. Е., Расторгуева Е. Я. Углеводный обмен подроста кедра сибирского. - В кн.: Физиолого-биохимические особенности древесных растений Сибири. М.: Наука, 1971, с. 36-45.

Ширская М. Н. Материалы по естественному возобновлению кедра сибирского в среднегорном поясе Восточных Саян. Красноярск: Краснояр. кн. изд-во, 1958, с. 101 - 151.

Шмонов А. М. Определение возраста у подроста кедра сибирского в. полевых условиях. - Лесное хоз-во, 1976, № 1, с. 68-71.