Одной из наиболее распространенных древесных пород на территории Забайкальского края является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). На ее долю приходится 7,8 % от общей площади лесов и 9,0 % от покрытой лесом площади края (по состоянию на 01.01.2018 г.) [1].

Потребность восстановления сосновых лесов является одной из приоритетных проблем в связи с их интенсивной эксплуатацией, повышением рекреационной нагрузки, многочисленно повторяющимися лесными пожарами, массовым поражением лесными вредителями и болезнями, смены пород, а также климатическими изменениями, направленными на сокращение лесопокрытой площади.

Анализ существующей практики закладки сосновых искусственных насаждений на супесчаных и песчаных почвах Забайкальского края на протяжении последних 10 лет говорит о тенденции большого списания лесных культур, созданных на механически обработанных участках на непокрытых лесом землях. Чтобы решить эту проблему, учитывая ежегодные значительные объемы лесокультурных работ, сократить материальные и трудовые затраты, ускорить посадку лесных культур на вырубках и гарях, нами проведены исследования по выращиванию лесных культур, созданных на неподготовленной почве. Тем более что положительный опыт закладки искусственных насаждений данным способом в стране уже был [2–4].

Цель настоящей работы заключалась в изучении величины и колебаний роста в высоту в лесных культурах, созданных на подготовленной и неподготовленной почве, которые являются одними из показателей, характеризующих состояние деревьев и насаждения в целом по вариантам.

Материалы и методы исследования

Экспериментальный объект (лесные культуры сосны, созданные на неподготовленной почве) расположен в окрестностях Ингодинского лесного стационара ИПРЭК СО РАН в нижнем течении бассейна р. Какова (в 40 км от г. Читы). Согласно лесорастительному районированию эта территория относится к Забайкальскому горному лесному району.

Закладку сосновых насаждений (экспериментальный вариант) проводили в 2010 г., одновременно с производственными посадками (контрольный вариант) на вырубках по гарям 2000 и 2008 гг. Эти участки ранее были заняты сосняком рододендроново-разнотравным III–IV классов бонитета.

Обработку почвы для производственных посадок осуществляли с помощью плуга ПКЛ-70, с нарезкой борозд через 3 м. Посадку 3-летних сеянцев, выращенных в питомнике Сивяковского участкового лесничества (рядом с Ингодинским лесным стационаром ИПРЭК СО РАН), выполняли вручную, под меч Колесова, в дно борозды, с шагом посадки – 0,7 м. Все производственные работы проведены работниками Читинского лесничества.

Экспериментальные посадки выполнены нами на неподготовленной почве (целине) между бороздами в трехкратной повторности (300 штук сеянцев в каждой повторности) на каждом из участков.

Изучение роста деревьев для сравнения и оценки вариантов закладки осуществляли в период 2012–2017 гг., т.е. на 2–7-й год после посадки. Для работы использовали общепринятую методику В.В. Огиевского, А.А. Хирова [5].

Для изучения колебания индивидуальных приростов проведено сравнение приростов по каждому году с приростами предыдущего года каждого дерева. Затем определен процент участия в насаждении деревьев с повышенным в данном году приростом. Таким образом, показатель величины колебания индивидуальных приростов в насаждении характеризовался процентом деревьев с повышенным приростом в изучаемом году по сравнению с предыдущим годом. Если более 50 % деревьев увеличивало прирост, то колебание индивидуальных приростов считалось положительным, если менее 50 % – отрицательным.

Для детального исследования искусственных насаждений проведено расчленение деревьев по величине колебания индивидуальных ростов в высоту на следующие градации: от 1 до 25, от 26 до 50, от 51 до 75, от 76 до 100, от 101 до 125, от 126 до 150, от 151 до 175, от 176 до 200 см по сравнению с предыдущим годом.

Изучение динамики колебаний основных метеопараметров (температуры и влажности воздуха) за период 2010–2017 гг. проводили с использованием данных сайта rp5.ru. Рассмотрению подлежали показания за период с апреля по сентябрь по каждому учетному году.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты проведенного исследования показали, что кульминация среднего годичного роста в высоту в вариантах еще не наступила (табл. 1). За весь рассматриваемый период максимальные значения отмечались в последний учетный год (52,8 и 57,0 см – экспериментальный вариант и контрольный вариант соответственно).

В варианте лесных культур, созданных на неподготовленной почве, средний годичный рост в высоту по годам менялся следующим образом: после посадки, в первые два года, он был незначительным и практически одинаковым. Затем, в 2012 г. рост в высоту увеличился на 52,5 % и на протяжении двух лет постепенно снижался. В 2015 г. он упал до 11,5 % по сравнению с предыдущим годом, а потом, в последующие учетные годы, вновь повысился на 21,8 % – в 2016 г. и 22,4 % – в 2017 г. (по сравнению с предыдущим годом). Похожая ситуация просматривалась и в лесных культурах, созданных на подготовленной почве. Здесь незначительное повышение прироста отмечалось на второй год после посадки, которое затем существенно возросло в 2012 г. (на 72,6 %) и на протяжении двух лет стало снижаться с небольшими колебаниями. В 2015 г. годичный прирост культур резко уменьшился до 5,0 %, а потом начал изменяться в сторону повышения на 19,6 % – в 2016 г. и 21,6 % – в 2017 г., но все же оставался небольшим на фоне общего тренда увеличения роста в высоту.

В год посадки лесных культур, независимо от варианта, колебания индивидуальных приростов были отрицательными (менее 50 %) (рис. 1). Начиная с 2011 г. значительно возросли колебания в варианте лесных культур, созданных на неподготовленной почве (на 37,1 %). Экспериментальный вариант превышал контрольный – на 18,2 %.

За рассматриваемый период, в варианте лесных культур, созданных на неподготовленной почве, колебания индивидуальных приростов были максимальными в 2013 г. (71,7 %), после чего отмечалось постепенное снижение показателя и к 2017 г. оно уменьшилось на 9,4 %. В контрольном варианте лесных культур максимальное значение приходилось на 2014 г. (66,9 %). Колебания индивидуальных приростов за весь рассматриваемый период не превышали 70 %, располагались в пределах 62,1–66,9 %. С 2014 г. колебания снизились на 3,5 %.

Распределение индивидуального прироста по градациям по годам показало на переход ко второй группе с ростом в высоту 26–50 см в 2014 г. в экспериментальном варианте (рис. 2).

Здесь преобладание прироста данной группы сохранилось до 2017 г. В контрольном варианте переход ко второй группе в 2014 г. продолжался всего лишь один год, с 2015 г. по настоящее время снова наметилась тенденция снижения, перехода к первой группе деревьев с ростом в высоту 1–25 см.

Статистическая обработка метеопараметров показала, что в течение рассматриваемых лет данные не оставались постоянными, наблюдалась их незначительная изменчивость. Так, в первые два года после посадки средняя температура воздуха имела небольшую изменчивость в сторону повышения, а с 2012 г. начала постепенно снижаться (на 6,0 % по сравнению с предыдущим годом). В 2013 г. эта тенденция продолжилась еще на 3,6 %, поэтому год был прохладным. С 2014 г. средняя температура воздуха возросла на 11 % и в последующие два года незначительно колебалась, в пределах от 0,9 % до –4,7 %. В 2017 г. она вновь возросла на 6,1 %. Изменчивость количества выпавших осадков по годам была более значительной. Так, начиная с 2010 по 2012 гг. шло постепенное увеличение количества осадков. С 2013 г. отмечается существенное снижение (на 79,3 %) данного показателя, которое продолжилось в следующем учетном году еще на 38,6 %. Небольшое повышение количества осадков в 2015 и 2016 гг. вновь сменилось снижением данного показателя на 7,4 %.

Рис. 1. Колебания приростов по вариантам за период с 2010 по 2017 гг., %

а)

б)

Рис. 2. Распределение деревьев по индивидуальным линейным приростам по годам и вариантам: а) экспериментальный вариант; б) контрольный вариант)

Выявление зависимости между метеопараметрами и годичным ростом в высоту, колебанием прироста лесных культур показало, что положительная корреляция прослеживается в обоих вариантах, только с учетом средней температуры воздуха (r = 0,49). Связь между всеми рассматриваемыеми показателями лесных культур и количеством выпавших осадков установить не удалось. Очевидно, что лесные культуры относительно спокойно реагируют на перепады количества выпавших осадков в учетном году.

Интересно отметить тот факт, что существенное снижение годичного прироста в вариантах (по сравнению с предыдущими годами после посадки) отмечается в период 2013–2015 гг., когда в вариантах происходят наибольшие колебания повышенного прироста и когда идет переход к следующей группе прироста с ростом в высоту 26–50 см.

Изучение зависимости между солнечной активностью и рассматриваемыми показателями лесных культур, а также метеопараметрами показало на наличие положительной корреляции между годами солнечной активности и колебаниями прироста (в диапазоне r = 0,5–0,6) и между годами солнечной активность и количеством выпавших осадков (r = 0,2).

Выводы

Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:

1. В искусственных насаждениях, независимо от варианта, на фоне общего повышения среднего годичного роста в высоту за рассматриваемый период, отмечается период его снижения в отдельные годы (2013–2015 гг.).

2. Величина колебания индивидуального прироста деревьев в вариантах по годам имела максимальные значения в 2013–2015 гг.

3. Распределение годичного роста в высоту по градациям по годам показало на переход к следующей возрастной группе (с ростом в высоту 1–25 см) в 2014 г.

4. Между метеопараметрами и годичным ростом в высоту, колебанием прироста лесных культур установлена положительная корреляция только с учетом средней температуры воздуха (r = 0,49). Лесные культуры относительно спокойно реагируют на перепады количества выпавших осадков в учетном году.

5. Между годами (пиками) солнечной активности и рассматриваемыми показателями лесных культур, а также количеством выпавших осадков установлена значимая связь (r = 0,6). Учитывая данный факт, лесокультурные работы необходимо проводить в большом объеме в пики солнечной активности независимо от варианта. В нашем случае – это 2013–2015 годы. С экономической точки зрения лесные культуры, созданные на неподготовленной почве, выгодно создавать, так как они снижают затраты на проведение трудоемких и дорогостоящих работ.