Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД В УСЛОВИЯХ ПРИАНГАРЬЯ

Савченкова В. А.,

1. ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД В УСЛОВИЯХ ПРИАНГАРЬЯ

Без изучения природы вырубок на типологической основе невозможно охарактеризовать лесорастительные условия на сплошных вырубках, необходимые для успешного возобновления с целью разработки на современной научной основе мероприятий по содействию естественному возобновлению леса и проведению лесокультурных работ. Вопросами формирования естественного возобновления леса в различных регионах нашей страны занимались многие ученые. Большой вклад в развитие лесной типологии как науки внесли Мелехов И.С., Обыденников В.И., Кожухов Н.И., Чертовской В.Г., Репневский В.В. и другие. К настоящему времени накоплен большой материал, характеризующий наиболее распространенные типы леса, методику их изучения, особенности естественного и искусственного возобновления.
Обстоятельные исследования проведены в ельниках смешанных лесов и на вырубках, образовавшихся после сплошной рубки этих лесов с помощью отечественной техники (Новгородская, Тверская и Московская области), в сосняках среднетаежной подзоны Западной Сибири (Тюменская область) и южно таежной подзоны Восточной Сибири (Забайкалье). В результате этих исследований сделан вывод о том, что на поврежденной почве в условиях ельника черничного свежего в первые годы после рубки образуется живой напочвенный покров с явным преобладанием ситника. Формирование напочвенного покрова на неповрежденной почве в значительной мере связано с наличием подроста ели и подлеска, их горизонтальной и вертикальной сомкнутости. Куртины и биогруппы сохраненного подроста ели составляют верхний ярус формирующегося молодняка. [82, 83, 84, 85,75].
В основу исследований живого напочвенного покрова в различных типах леса Соловецкого архипелага (сосняках черничных, брусничных, мохово-лишайниковых, кустарничково-сфагновых; ельниках и березняках черничных, брусничных; осинниках разнотравных) положены основные рекомендации по биогеоценотическим исследованиям. Различные типы леса на Соловках отличаются низким видовым разнообразием растений (всего в среднем на площадях представлено 11-17 видов, индекс Шеннона колеблется в среднем от 0,94 до 1,81). Преобладают растения травяно-кустарничкового яруса. Для фитоценозов характерна высокая выравненность обилия видов (показатель выравненности в основном принимает значения от 0,67 до 0,92). Происходит смена доминантных видов в сторону более устойчивых - луговика, осок, бруcники, дикранумов [163, 164, 167].
Проведенные исследования лесовосстановительных процессов на сплошных вырубках в пихтарниках зеленомошных Восточного Саяна показали, что формирование на вырубках происходит по трем сценариям сукцессий: с преобладанием хвойных без смены пород, с доминированием хвойных и лиственных при мозаичном их смешении и господством лиственных кратковременной сменой пород. Определяющее значение в формировании будущего поколения имеет исходное количество и качество хвойного подроста под пологом материнских древостоев и его сохранность в процессе рубки. Для коррекции состава будущих древостоев и устранения конкуренции между породами в смешанных молодняках целесообразно проводить рубки ухода с частичным удалением лиственных пород [63, 65, 67, 70].
Длительные стационарные исследования по изучению возобновления и формирования леса в связи со сплошной рубкой агрегатной техникой в Щелковском учебно-опытном лесхозе показали, что применение различных технологий в одном и том же исходном типе леса способствует формированию различных типов вырубок, которые определяют ход последующего возобновления и формирования леса: на участке без сохранения подроста происходит смена пород, и формируется березняк разнотравный. На участке с сохранением подроста смены пород не происходит, и формируется ельник черничный свежий. Установленные закономерности формирования леса после сплошных рубок агрегатной техникой в ельнике черничном свежем могут стать природной основой для целенаправленного формирования древостоя рубками ухода [178, 179, 182, 185].
Формирование и характеристика наиболее распространенных на Севере европейской части России типов вырубок, методика их изучения, вопросы естественного и искусственного возобновления леса и роста древесных пород в связи с типами вырубок рассмотрены во многих работах И.С. Мелехова и его учеников. К настоящему времени во всех географических районах России накоплен обширный материал по изучению природы вырубок на типологической основе и возобновлению леса в связи с типами вырубок [2, 71, 72, 73, 82, 83, 84, 85].
В средней подзоне тайги распространены типы вырубок, характерные для северной (луговиковые, кипрейно-паловые, долгомошные) и южной (вейниковые, кипрейные, осоково-долгомошные) подзон тайги. Проведены стационарные исследования на территории Архангельской области на вырубках первого десятилетия и повторных учетов в течение 2-3 десятилетий, в процессе которых рассмотрена динамика напочвенного покрова и возобновления леса на луговиковых, вейниково- и кипрейно-паловых, осоково-долгомошных типах вырубок, формирующихся на месте ельников-черничников свежих. Напочвенный покров вырубок рассматривался как фактор, определяющий среду для возобновления и начальных этапов формирования леса [2, 71, 72, 73, 82, 83, 84, 85]. В результате сплошных рубок на месте ельников-черничников (свежих и влажных) сформировались производные фитоценозы, в которых изменился породный состав и строение древесного яруса. Напочвенный покров производных молодняков характеризуется большим в сравнении с исходными типами леса флористическим разнообразием за счет обогащения видового состава светолюбивыми растениями при сохранении набора видов, свойственных исходному типу леса. Восстановление проективного покрытия лесных видов, характерных для исходных ельников, происходит медленно [2, 71, 72, 73, 82, 83, 84, 85].
В северной и средней подзонах европейской тайги сплошные рубки часто приводят к формированию луговикового типа вырубок. Исследования показали, что даже через 16 лет развивающийся молодняк не является хозяйственно ценным лесным сообществом, и для его формирования необходимо вмешательство человека. По мнению автора Астрологовой Л.Е., нерационально оставлять луговиковые вырубки без специальной подготовки на естественное заращивание, так как в этом случае восстановление высокопродуктивных хвойных пород задерживается на десятки лет. Особенно это относится к низкополнотным древостоям, после рубки которых луговик уже на свежей вырубке господствует и препятствует лесовозобновлению. В ряде случаев целесообразно рекомендовать вырубки луговикового типа, отличающиеся крайне низкой продуктивностью, под немедленное закультивирование в первый же год после рубки древостоя [5, 71, 72, 73].
Наличие естественного возобновления под пологом лесонасаждения связано с типом леса и лесорастительных условий, со степенью сомкнутости основного полога насаждения и его густотой, другими таксационными показателями.
Светлохвойные леса в Среднем Приангарье являются преобладающими формациями. Под пологом сосновых насаждений обычно имеется большое количество подроста, до нескольких десятков, а иногда и более сотни тысяч штук на 1 га. Только 1/7 часть обследованных сосняков имела количество подроста под пологом менее 10 тыс. шт./га [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172]. Подрост представлен, как правило, сосной с примесью лиственницы. На границах с кедровыми, еловыми и пихтовыми лесами в сосновом подросте появляется примесь темнохвойных пород. С увеличением полноты наблюдается уменьшение количества подроста. Наибольшее количество подроста наблюдается при полноте 0,4-0,5. При высокой сомкнутости крон подрост сильно угнетен, но в «окнах» древостоя развит прекрасно. Несколько хуже других возобновляется разнотравная группа типов леса, где сильно развит травяной покров. Численность подроста уменьшается от сухих условий местопроизрастания к влажным в 10 раз [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172]. Успешное возобновление сосняков обеспечивается частым и интенсивным семеноношением сосны в благоприятных почвенных и климатических условиях.
Качество возобновления древесных пород зависит от интенсивности развития травостоя, его структуры, типа возобновления характера развития травянистых растений.
Доля сосны в разнотравно-коротконожковых сосняках составляет 83-100 %, разнотравно-вейниковых - 60-100 и крупнотравных - 8-55 %. Среди других пород в составе присутствуют осина, береза и лиственница. В лишайниково-бруснично-зеленомошных сосняках доля сосны в древостое обычно составляет 100 %, в брус­нич­но-разнотравных, наряду с чистыми, распространены древостои с 7-9 или 4-7 единицами сосны в составе.
Доля березы может быть представлена от 1 до 3 и даже 5 единиц, осины не более 1 (10 %), доля лиственницы - не более 3-5 %. В крупнотравных сосняках доля сосны может быть 7-10 и 3-7 единиц, лиственницы, ели и березы - 1-2 единицы, причем доля березы может составлять 5 единиц, осины - 2, а в примеси могут присутствовать лиственница, ель и кедр. Под пологом сосняков Приангарья, входящих в лишайниково-зеленомошную группу типов леса, имеется, как правило, большое количество подроста сосны (80-100 % от общего их числа), исчисляемое часто тысячами и сотнями тысяч штук на 1 га. Наибольшее количество подроста отмечено в сосняках лишайниковых - 200-300 тыс. шт./га. Причем весь подрост представлен сосной [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172].
С улучшением почвенно-гидрологических условий число подроста уменьшается: в зеленомошных и разнотравных сосняках до 58, а крупнотравных до 6-30 тыс.шт/га. В сосняках разнотравной и крупнотравной групп типов леса половина подроста может быть представлена не основной породой. В сосняках крупнотравных возобновительные процессы идут гораздо хуже [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172].
В кедровниках, где численность подроста составляет 7-13 тыс. шт./га, основная часть приходится на кедр (79-97) и пихту (68-75 %). Причем в ельниках в подросте присутствует кедр, но при наличии его в древостое. В пихтарниках общая численность подроста колеблется от 7 до 13 тыс.шт./га. Основная его часть (90-92 %) - пихта, но в ряде случаев доля кедра может составлять 60 % [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172].
Основным элементом темнохвойной тайги являются довольно однообразные в типологическом отношении пихтовые леса. Возобновляются они в основном пихтой (50-99 %), елью и кедром. В кедровниках, ельниках, пихтарниках и даже березняках Приангарской части Енисейского кряжа в составе подроста присутствуют кедр, пихта и ель, но преобладает обычно пихта. В березняках Лено-Ангарского плато в составе подроста численностью 5-40 тыс. шт./га преобладают не только темнохвойные (ель, кедр, пихта), но и сосна (78-84 %) и даже лиственница (60 %), но при наличии светлохвойных пород в составе древостоя. В осинниках численность подроста может составлять 11-16 тыс.шт./га, 70-83 % которого или пихта, или кедр (52-61 %).
Установлено, что в лишайниково-брусничных и зеленомошных сосняках возобновление в 80-100 % случаев хорошее или удовлетворительное с понижением до 63 % в разнотравных и 17 % в крупнотравных [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172].
В пихтарниках и ельниках зеленомошной группы возобновление в основном удовлетворительное, а в сфагновых - отсутствует или неудовлетворительное. В разнотравной и крупнотравной группах четкой связи не прослеживается. Во всех группах типов осинников и березняков возобновление обычно неудовлетворительное или отсутствует вообще, но может быть в разнотравной группе типов леса и хорошим, когда под пологом осинников и березняков появляется подрост темнохвойных, особенно пихты и кедра [165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172].
Сохранение лесного фитоценоза, особенно при промышленных рубках - одна из важнейших задач лесного хозяйства. Актуальной проблемой является восстановление лесных древесных ресурсов, сокращение сроков их возобновления, изучение вопросов типологии вырубок - их диагностики и классификации, вопросов заболачивания и задернения лесосек в разных лесорастительных условиях. Заслуживает внимания изучение состояния стен леса, остатков древостоев на вырубках, недорубов - их обсеменительные функции, производственная оценка и т.д.
Промышленные рубки на территории Восточной Сибири начаты в 1949 году. До 1953 года валка леса производилась ручными пилами, а трелевка была конной. С 1953 года леспромхозы перешли на валку электропилами и трелевку тракторами. Рубки проводились концентрированные, сплошные, реже условно-сплошные (в основном до 1953 года), с непосредственным ежегодным примыканием. До 1953-1954 годы рубки по существу были бессистемные, процесс лесозаготовок был организован крайне плохо. Дровяная древесина оставлялась на вырубках в сырорастущем или срубленном состоянии, а деловая древесина вывозилась также не полностью; мелкие сортименты не имели потребления и не вывозились, очень крупные деловые сортименты не могли быть вывезены конным транспортом и также оставлялись [87, 98].
Действовавшие с 1968 года Правила рубок главного пользования и лесовосстановительных рубок в лесах Восточной Сибири допускали в лесосырьевых базах лесозаготовителей, закрепленных в лесах 3-й группы, лесосеки шириной 1000 м, площадью до 200 га со сроками примыкания лесосек 1-3 года [19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 29, 36]. На концентрированных лесосеках резко изменяется лесорастительная среда. Как правило, обсеменение вырубок происходит на сравнительно узкой полосе, расположенной вдоль стен леса. Концентрированные лесосеки возобновились, главным образом, лиственными породами. На супесчаных почвах при наличии источников обсеменения сравнительно успешно возобновлялась сосна. При других условиях роста возобновление лесосек хвойными породами незначительное и представлено сохранившимся после рубки подростом, а также медленно появляющимся под пологом лиственных пород хвойным самосевом. При этом способе рубок наблюдалось сплошное уничтожение лесов на обширных территориях по мере строительства магистральных транспортных путей вглубь таежных территорий, особенно при машинной заготовке леса [19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 29, 36].
Начиная с 1994-2007 года в регионе действовали новые, более щадящие Правила рубок главного пользования. Максимальная ширина лесосеки в 3 группе лесов принята не более 500 м, а площадь ее - 50 га. Увеличены сроки примыкания лесосек - не менее 4-5 лет. Рубка очередной лесосеки разрешается лишь при условии, что ранее вырубленная лесосека возобновилась хозяйственно ценными породами или на ней проведено искусственное лесовосстановление.
Значительная часть вырубок возобновляется естественным путем, то есть самосевом или вегетативно. Естественное возобновление на вырубках зависит не только от условий местопроизрастания, способа рубки, ширина лесосеки, но также от соблюдения технологии рубок и применяемой техники при лесозаготовках. Этому вопросу посвящены многие исследования [9, 10, 15, 16, 50, 106, 180, 181, 187, 188, 189, 190]. Большинство исследователей [8, 9, 10, 17, 20, 38, 39, 50, 82, 91] считают, что уничтожение подроста, повреждение и разрушение верхних горизонтов почвы агрегатной техникой плохо отражается на последующем возобновлении. На тяжелых (влажных глинистых и суглинистых почвах применение агрегатной техники ведет к уплотнению и, как следствие ухудшению физико-химических характеристик верхнего почвенного горизонта, поэтому должно быть ограничено. Результаты опытно-производственной разработки лесосек машинами (ЛП-19 + МЛ-56, ЛТ-154) в сосняках Иркутского Приангарья по технологии параллельных лент с трелевкой на два погрузочных пункта показали, что сохранность подроста на зимних вырубках составила 52 %, на летних - 43 % [91, 103]. По данным А.И. Исаева (1981), после разработки лесосек агрегатной техникой в Приангарье на сосновых вырубках в первые 3-4 года погибает до 40-50 % сохраненного при рубке подроста. Угнетенный, появившийся под высокосомкнутым древесным пологом подрост не имеет серьезных перспектив для дальнейшего успешного роста, и его сохранять нецелесообразно [141, 144, 189, 190], уничтожение такого подроста агрегатной техникой не наносит вреда лесному хозяйству [15, 16, 173, 187]. Древостой с сомкнутостью крон 0,7 и ниже обусловливают относительно оптимальные условия для дальнейшего выживания подроста, который после удаления древесного полога развивается нормально [63, 91, 103]. С.Д. Титов (1991) утверждает, что наибольшее число всходов сосны приурочено к участкам с сильной степенью минерализации. В.А. Соколов и С.К. Фарбер (1999) предлагают отказаться от трелевки по волокам, а осуществлять ее бессистемно с целью более равномерного распределения нагрузки агрегатной техники на почву. При такой технологии неизбежно будет уничтожен подрост, но, по мнению авторов нововведения, появившийся самосев сосны в местах минерализации почвы будет лучшего качества по сравнению с предварительным возобновлением. Тем самым опровергаются выводы некоторых исследователей об успешном лесовосстановлении вырубок на основе предварительного возобновления, предлагающих сохранять подрост [53, 55, 91, 103]. При планировании сохранения подроста необходимо учитывать его возраст и физиологическое состояние, поскольку старый подрост в возрасте 25-30 лет при резком осветлении и изменении гидротермических условий после вырубки материнского древостоя в основной массе гибнет [45, 48, 128, 141, 176, 189, 190].
Вырубки сосняков разнотравных и крупнотравных возобновляются слабо, что связано как с мощно развитым травяным покровом, так и с частой горимостью.
Особенно успешно возобновление проходит на сосновых вырубках Приангарья. Здесь возобновляются сосной удовлетворительно 59 % вырубок, недостаточно - 8 %, со сменой на лиственные - 23 % и находятся в не возобновившемся состоянии 10 %. Период возобновления в среднем составляет 3-5 лет.
Возобновление проходит лучше с достаточным количеством семенников. При наличии семенников в количестве 10-15 шт./га и при куртинном их размещении удовлетворительное возобновление хвойными породами составляет 58-78 % площади. При прочих равных условиях при ширине лесосек 200-400 м удовлетворительно возобновляется хвойными породами 69 % лесосек, при ширине 500-1500 м - 45 % [8, 10, 15, 21, 22, 23, 24].
Вырубки, образованные в результате рубки кедровников возобновляются значительно хуже, чем после рубки сосняков. В подросте кедр вытесняется пихтой, елью и лиственными породами. Удовлетворительное возобновление хвойными породами отмечено на 46 % кедровых вырубок, лиственными - 26 %, недостаточное и отсутствует - 28 %.
Вырубки, образованные в результате рубки лиственничников возобновляются хуже сосновых: удовлетворительно возобновляются хвойными породами 48 % площади, недостаточно - 14 %, со сменой на лиственные - 26 % и возобновление отсутствует - 12 % [8, 10, 15, 21, 22, 23, 24]. В разнотравной и зеленомошной группах типов леса удовлетворительное возобновление хвойными породами составляет 44-46 %, в долгомошной - до 72 %. В составе подроста преобладают сосна, ель и лиственница. Период возобновления лиственничных вырубок - 3-5 лет.
На площади вырубок, образованных в результате рубки елово-пихтовых насаждений возобновление проходит успешно. Они возобновляются хвойными породами через два года на 49 % площади, через 3-5 лет - на 54 %, через 6-10 лет - на 60 % площади. Недостаточное возобновление по истечении 10 лет отмечено всего на 4 % площадей. В подросте преобладают ель, пихта, единично кедр [8, 10, 15, 21, 22, 23, 24, 29, 30, 31, 32].
Вырубки, образованные в результате рубки лиственных пород возобновляются хвойными породами через 6-10 лет на 38 % площади, лиственными - 50 %. Возобновление недостаточное или отсутствующее отмечено на 12 % обследованных площадей, главным образом на свежих вырубках. Помимо самосева наблюдается вегетативное возобновление.
Наиболее распространены вырубки разнотравной и зеленомошной групп типов леса. Удовлетворительное возобновление протекает на 39-47 % площади этих вырубок, в том числе хвойными породами - на 21-32 %. Возобновление в разнотравной группе типов леса происходит преимущественно лиственными породами [8, 10, 15, 21, 22, 23, 24, 29, 30, 31, 32].
Анализ микроклимата позволяет сделать определенные выводы о связях условий местопроизрастания и растительного покрова, средообразующей роли последнего.
Многочисленные исследования [57, 62, 63, 67, 68] показали, что влажность воздуха находится в строгом соответствии с погодой отдельных лет, структурой растительного покрова и обнаруживает следующие закономерности: наиболее высокая влажность в дневные часы держится на 20 см от поверхности почвы, минимальная - на высоте 200 см; разница в отдельные ясные дни достигает 34 %, тогда как в пасмурные дни она в пределах 4-13 % . Дневные величины относительной влажности воздуха в сосняке разнотравно-коротконожковом иногда в течение месяца держатся на уровне 35-41 %. Более влажным в жаркие дни в этом типе леса оказывается слой воздуха (0-20 см) у поверхности почвы. В облачную погоду влажность его умеренна, отсюда амплитуда сезонных изменений минимальна не только по сравнению с вышележащими горизонтами, но и в сравнении с темнохвойными лесами водораздельных местоположений. На открытом луговом участке влажность этого слоя воздуха на 3-6 % ниже, а на высоте основной массы трав она выше на 4-7 %, чем в сосновом лесу, и только на высоте 200 см величины их выравниваются [57, 62, 63, 67, 68].
При сравнении влажности воздуха с таежными участками еще резче подчеркивается специфика микроклиматического режима сосновых травяных лесов. Как в березово-пихтовом, так и в пихтово-лиственничном лесах нет большой разницы во влажности всего приземного слоя (0-200 см) воздуха. За шесть вегетационных периодов она не превышала 15 %. По сравнению с разнотравно-коротконожковым сосняком здесь не наблюдается резких колебаний, а минимальные величины отмечены в пределах 48-51 %, которые наблюдаются в жаркие дни первой половины июля [35, 37, 44, 57, 62, 63, 67, 68].
Наиболее жесткий режим влажности воздуха создается в сосняке толокнянково-брусничном и на вырубке. Минимальная влажность отмечена в пределах 28-29 %. Суточные и сезонные изменения более контрастны, чем во всех других сообществах. В жаркие дни наиболее сухим оказывается воздух приземного слоя. В дневные часы разность во влажности воздуха на высотах 20, 50, и 200 см составляет 26-33 % на вырубке и 24-31 % под пологом леса. Однако после выпадения осадков она выравнивается во всем 200-сантиметровом
слое [35, 37, 44, 57, 62, 63, 67, 68].
От количества поступающих под полог леса солнечных лучей зависит температура почвы и воздуха, а, следовательно, и процессы жизнедеятельности растений. Сосновые леса на легких почвах начинают вегетировать в среднем на 2-5 дней раньше по сравнению с травяными сосняками на тяжелых почвах. В среднем древесный полог в травяных сосновых лесах задерживает 24-37 % солнечной радиации, травостой в период полного развития - не менее 80-88 %. Под пологом сосняка толокнянково-брусничниного прозрачность древесного яруса обусловливает малый процент (около 18 %) задержания солнечной радиации. На толокнянково-брусничной вырубке он еще ниже, ориентировочно 13 %.
Сравнивая характер температурного режима воздуха в сосняке разотравно-коротконожковом и в темнохвойных лесах, можно сделать вывод, различия в температурах воздуха значительно меньше по сравнению с сосняками на легких почвах. Приземный слой воздуха под пологом соснового леса с травяным покровом на 0,6-1 °С теплее, чем в темнохвойных насаждениях.
В пихтово-лиственничном и березово-пихтовом лесах в течение всего вегетационного периода поверхность почвы является деятельной поверхностью раздела, для которой характерны наибольшие амплитуды колебаний суточных температур [34, 63, 79, 102, 105, 159].
Температура почвы в корнеобитаемом слое оказывает большое влияние на почвенные процессы, рост растений, прорастание семян. Согласно классификации В.Н. Димо для южно-таежных дерново-подзолистых почв Приангарской провинции характерен сезоннопромерзающий тип температурного режима с преобладанием талого их состояния в годовом цикле. Среднегодовая температура воздуха -2,4 °С, а почвы +2,7 °С [34, 60, 63, 78, 102, 105, 159].
Температурный режим почв пространственно неоднороден в связи с рельефом, типов почв, их влажностью и структурой, а также с растительным покровом. Наблюдения ограничены тремя месяцами вегетационного периода.
Почва в темнохвойных лесах в среднем за вегетационный период на 2,1-3 °С холоднее, чем в травяных сосняках. Если принять во внимание, что корни сосны и пихты начинают расти при температуре не ниже 5-6 °С, то оказывается, что в сосновых лесах в июне весь 80-сантиметровый, а в отдельные годы и 120-сантиметровый слой почвы по температурным условиям благоприятен для активной жизнедеятельности корней сосны [34, 63, 79, 86, 87, 102, 105, 159].
Поскольку глубина окончания вертикальных корней ограничена изотермой в 3-4 °С, то в травяных сосновых лесах она располагается на глубине около 200 см.
В темнохвойных лесах в июне рост корней пихты возможен только в верхнем слое почвы (10 см), в отдельные годы до 20 см в березово-пихтовом лесу и до 10, а иногда 40 см в пихтово-лист­вен­нич­ном. В июле этот уровень ограничен 80-100 см. Максимальное прогревание наблюдается в августе, когда изотерма 5 °С опускается до 200 см.
Низкие температуры почвы в июне в темнохвойных лесах задерживают рост корней пихты, в то время как температура воздуха обеспечивает возможность роста побегов. В годы с холодной и сухой весной отрицательные температуры в сочетании с недостаточной влажностью воздуха в дневные часы приводят к усыханию отставших в росте деревьев и слаборазвитого подроста [34, 63, 79, 86, 87, 102, 105, 159].
Ранним оттаиванием и глубоким прогреванием отличаются песчаные почвы на вырубках и под пологом леса сосняка толокнянково-брусничного. Под пологом леса в сосняке толокнянково-брусничном в течение вегетационного периода почва в среднем на 4,3-4,5 теплее, чем в травяном сосняке. Разность с вырубкой составляет 5,3-6,7 °С. Дневные температуры в верхнем горизонте почвы толокнянково-брусничного сосняка и вырубки выше 30 °С с максимумами
до 38,1-42,5 в июле являются неблагоприятным фактором для возобновления сосны. Под воздействием дневного максимума температур выше 37 °С у самосева и подроста нередко происходит ожег корневой шейки, что приводит к гибели самосева. Всходы сосны более чувствительны к действию высоких температур и чаще гибнут от них, чем от низких [42, 39]. Отрицательное влияние может оказывать не только температура, но и сопутствующее иссушение почвы.
К тому же в разгар вегетационного периода неблагоприятные условия для роста сосны создаются и тогда, когда температура верхних горизонтов почвы равна температуре воздуха, что вызывает подавление физиологических и ростовых процессов у растений [58, 63, 105].
Особенности водного режима почв в значительной степени регулируют жизненные процессы в растительных сообществах.
Динамика влажности почвы специфична для каждого из сообществ и изменяется в зависимости от погодных условий. Для сосняка разнотравно-коротконожкового специфика водного режима почвы в вегетационный период проявляется в периодически действующих верхних грунтовых водах. Их наличие в почвах - обычное явление для большинства типов леса таежной зоны [63, 86, 87]. В Нижнем Приангарье они свойственны преимущественно травяным сосновым лесам плоских водоразделов с суглинистыми почвами. Отрицательное влияние верхних грунтовых вод на рост и развитие древесных пород зависит от глубины их залегания, длительности затопления и от температуры почвы в период подтопления [34, 63, 79, 102, 105, 159]. После того как верхние грунтовые воды отступают они практически не играют роли в водном балансе травяных сосновых лесов.
Во время затопления корневые системы растений испытывают неблагоприятные воздействия недостатка кислорода и накопленных в анаэробных условиях восстановленных продуктов. Температура почвы в июне на глубине расположения верхних грунтовых вод не превышает 5-6 °С. При такой низкой температуре не происходят активные процессы жизнедеятельности корней сосны, трав и микроорганизмов, отсюда и потребность в кислороде невелика, а следовательно, и отрицательное влияние верхних грунтовых вод сводится до минимума. К тому же сосна хорошо переносит и более продолжительное избыточное увлажнение [26, 34, 63, 79, 102, 105, 159].
Пихта особенно требовательна к богатству почв, теплу, влаге и избегает заболачивания [34, 63, 79, 102, 105, 159].
На вырубке благодаря куртинному размещению подроста и меньшей сомкнутости крон увеличивается поступление влаги в почву, что способствует большему увлажнению ее верхних горизонтов.
Периодическое высыхание верхних слоев почвы, главным образом подстилки, угнетая рост корней, подавляя деятельность полезных микроорганизмов и грибов и ухудшая снабжение деревьев элементами питания, оказывает отрицательное влияние на рост, развитие и приживаемость всходов. От сюда в толокнянково-брусничных и лишайниково-брусничных борах наблюдается исключительно острая конкуренция между взрослыми деревьями сосны и подростом из-за влаги и питательных веществ. Аналогичное явление наблюдается и в сосновых лесах, произрастающих на легких почвах [20, 34, 54, 58, 61, 63, 79, 86, 95, 96, 102, 105, 142, 159].
Эти воздействия недостатка влаги в травяных типах леса отражаются в основном на продуктивности травяного покрова.
Для самосева сосны, произрастающего в травяных типах, созда­ется особенно неблагоприятная световая обстановка в первые 6-10 лет жизни, которая является причиной подавления основных физиологических процессов и приводит к нарушению обмена веществ. После вы­хода подроста из-под влияния трав в условиях разреженного полога древостоя не наблюдается зависимости прироста от освещенности [20, 34, 54, 58, 61, 63, 79, 86, 95, 96, 102, 105, 142, 159].
Рост и развитие пихты в березово-пихтовых и пихтово-листвен­ничных лесах в значительной степени также зависит от микрокли­матических условий. Крупный и благонадежный подрост располо­жен только в окнах древесного полога, где выше освещенность, тем­пература воздуха и почвы.
Анализ особенностей местообитаний и микроклиматических ус­ловий сосновых и темнохвойных лесов убеждает в том, что сосна на водоразделах с дерново-подзолистыми почвами, тяжелыми по механическому, составу, находится в условиях, близких к экологи­ческому оптимуму, тогда как пихта имеет довольно узкий экологи­ческий ареал, далекий от оптимума.
Такие особенности микроклиматического режима, как длительное сохранение сезонной мерзлоты, умеренное испарение с поверхности почвы под пологом темнохвойных лесов, хороший дренаж, а также снижение размаха колебаний температур почвы и воздуха по срав­нению с водораздельными сосновыми лесами, способствуют сохра­нению темнохвойных лесов на высоких водоразделах в районе ис­следования [20, 34, 54, 58, 61, 63, 79, 86, 95, 96, 102, 105, 142, 159].
Низкая влажность воздуха в весенний период и медленное от­таивание почвы в сочетании с относительно высокими температурами воздуха ограничивают период активного роста пихты, снижают биологическую продуктивность и размеры естественного возобнов­ления.
Таким образом, локальные различия в микроклиматических ре­жимах, вызванные с особенностями рельефа и структурой лесных сообществ, весьма существенны количественно. В них отражается и средообразующая роль эдификаторов древесного яруса и рельефа.
Выводы
1. Из проведенного обзора литературы можно сделать вывод, что проблемой естественного возобновления леса занимались разные ученые: Мелехов И.С., Обыденников В.И., Кожухов Н.И., Чертовской В.Г., Репневский В.В. и другие, и тема является практически неисчерпаемой и актуальной, так как естественное возобновление леса имеет ряд существенных преимуществ перед производством лесных культур, основными из которых являются экологическая устойчивость, биоразнообразие и существенное долголетие древостоя.
2. Многие авторы достаточно глубоко изучили вопросы формирования подроста, особенности микроклимата на вырубках различной давности, но не достаточно подробно рассмотрен вопрос о взаимосвязи лесной типологии и естественного лесовосстановления в условиях Приангарья.
3. Данная работа посвящена вопросу формирования основных типов вырубок в процессе сплошных рубок леса и дальнейших сукцессионных процессов его восстановления на этих вырубках со сменой или без смены пород.