Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3.1. Появление леса и ранговый закон роста деревьев Е. Л. Маслакова
Вообще говоря, прежде чем браться за улучшение лесов (чем лесная селекция и занимается) необходимо узнать, как же устроен их биологический механизм.
На незанятых лесом территориях леса стихийно возникают с разной начальной густотой. Даже в одинаковых условиях, например, на гари, чистой вырубке или старой пашне различия бывают просто огромны – от нескольких сотен и до десятков тысяч растений на 1 га. К спелости, однако, деревьев остается не более 500–700 шт./га, со средним расстоянием между ними 4–5 м. Тысячи деревьев погибают. Это, по сути, первый закон лесных экосистем – закон естественного изреживания.
Однако в девственных лесах его проявление можно и не заметить – они не стареют и не молодеют; это мозаика из куртин подроста, деревьев среднего возраста и спелого леса. Таким лесам человек не нужен (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Девственные леса. Это куртины подроста, деревья среднего и старшего возраста
Проблемы начинаются в результате их трансформации после рубок, пожаров, сведения лесов и вновь их появления на старых пашнях и пастбищах. Структура их упрощена, текущая густота бывает очень высокой, и они нуждаются в разреживаниях с самого раннего возраста (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Древостой березы на пашне. Уже в 20 лет он максимально сомкнут, его прирост падает, и развитие ценоза переходит в стадию регресса
Объяснить изреживание древостоев можно следующим образом. На единице площади помещается некоторое ограниченное количество фотосинтезирующего аппарата (листьев, хвои, мелких веточек), образующих полог древостоя. Полог достигает максимума в среднем где-то в 30–50 лет, какое-то время сохраняет его, далее его объем снижается. Деревья растут, и полог движется вверх, оставляя внизу на стволах отмирающие яруса ветвей. Ослабленные деревья также отмирают.
По объему кроны немецкий лесовод Крафт еще в конце 19 века предложил разделить живые деревья на 5 классов:
1 – наиболее развитые (доминанты), примерно 10 %;
2 – хорошо развитые (субдоминанты), 20–30 %;
3 – средние (крона сдавлена с боков, но вершина свободна), 30–40 %;
4 – угнетенные (крона до высоты 1/2 полога), 10–20 %;
5 – заглушенные (крона под пологом), 10–15 %.
Объем кроны – это багаж, с которым дерево движется в будущее. Чем больше объем кроны – тем успешнее будущий рост дерева. Распознать классы Крафта можно уже в возрасте около 10 лет по размерам растения – высоте и диаметру стволика и объему его кроны. Оказалось, что в этом возрасте формируется социальная структура древостоя и начинает функционировать ранговый закон роста деревьев в древостое (Маслаков, 1984), в соответствии с которым деревья растут, просто увеличивая свои размеры, оставаясь в основном либо крупными, либо мелкими; средние растения меняют свои ранги как вверх, так и вниз. Так, в групповых посадках сосны связь между площадями сечения деревьев в 10 и 40 лет составляет 0,88, а в 15 и 40 лет связь оказывается почти функциональной.
Отбор лучших растений в раннем возрасте практикуется давно, однако растения испытывают конкурентное давление соседей. Оно меняется с возрастом, меняется и реакция растения на него, но многие исследования конкурентную историю дерева не учитывают. При этом, изучая срубленные модели, выделяют различные типы их роста, например: медленный в раннем возрасте, затем усиленный; средний, затем медленный; средний, затем усиленный и т.д., всего до 10 типов. В культурах этот закон проявляется сильнее: в естественных молодняках только 30 % деревьев сохранили свои ранги по высоте, тогда как в культурах их было уже 57 % (Куншуаков, 1983).
В первые годы на рост растений влияют начальные условия выращивания (грунт или теплица) и эффекты материнского дерева, например, масса семени. Но в 10–15 лет начинается период максимального роста и целесообразно начинать оценки роста потомства именно в это время (Демиденко, Тараканов, 2008; Ефимов и др., 2010). Рост деревьев непостоянен, в особенности у деревьев средних размеров и это учитывают при реконструкции роста древостоев по «верхней высоте», по моделям 85 ранга и выше (Свалов, 1979).
Ранние оценки в селекции имеют вероятностный характер и для снижения неопределенности их рекомендовали проводить в возрасте 2/3 возраста рубки (Указания…, 2000). Но есть попытки снизить этот возраст, о чем мы уже говорили выше. Также исследования географических культур показали, что для сохранения 19 % лучших в 30 лет происхождений в 10 лет можно провести их отбор с интенсивностью 40 % (Ефимов и др., 2010).
Таким образом, зная и используя в управлении древостоями ранговый закон роста Е. Л. Маслакова, можно уже в самом раннем возрасте оставить в насаждении только деревья-лидеры (с небольшим запасом), удалив остальные. Из них вырастет могучий лес с запасами в 2–3 раза большими, чем леса естественные. Однако не все так просто. При разреживаниях свободные места будут заняты второстепенными лиственными породами, которые растут быстрее хвойных и поэтому «запас» стволиков оставляют чаще всего излишне большим, из-за чего эффект ранних разреживаний резко снижается.