Восстановление сосновых насаждений после проведения гидролесомелиорации

Восстановление сосновых насаждений после проведения гидролесомелиорации

Содержание

Введение

. Повышение продуктивности лесов с помощью гидротехнической мелиорации

.1 Трансформация лесорастительных условий после осушительной мелиорации

.2 Влияние осушения заболоченных территорий на рост древесных пород

.3 Негативные последствия проведения лесоосушения

. Материалы и методы исследования

.1 Материалы исследования

.2 Материалы полевых и камеральных работ

. Геоэкологическая характеристика Сокольского района

.1 Обустройство территории

.2 Орографические, эдафические и климатические условия района

.3 Лесной фонд

.4 Гидрографическая сеть

.5 Хозяйственная деятельность

. Оценка влияния лесоосушения на таксационный диаметр и лесовозобновление

.1 Анализ данных исследуемых осушаемых пробных площадей

.2 Анализ таксационных показателей осушаемых древостоев в лесничестве

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Территория России характеризуется значительной степенью заболоченности территории. На долю болот приходится порядка 1,4 млн. км2 или десять процентов территории России. Доля болот и прочих переувлажнённых земель в лесном фонде превышает 20 %, а во многих районах европейской части и Западной Сибири - 40 и 50 % [1,2].

По данным Росреестра на 2010 в земельном фонде Вологодской области на долю болот приходится 1271,80 тыс. га, что составляет 12 % от общей площади области (14452,70 тыс.га). Высокая заболоченность в лесах Вологодской области влияет на их производительность. Среднегодовой прирост древесины в лесном фонде составляет около 2,1 м3/га. В скандинавских странах, расположенных севернее, этот показатель превышает 3 м3/га, что, прежде всего, связано с лесоосушительной мелиорацией [2, 3].

Высокая заболоченность и, как одно, из существенных её следствий, бездорожье обрекают лесную отрасль области на экстенсивные формы ведения лесного хозяйства и препятствуют плодотворному освоению новых лесных массивов при лесоэксплуатации. [2]

Площадь лесных земель Сокольского района на 2011 год составляла 294988 га, а покрытая лесом площадь района равна 266051 га (90,2 %). В категории нелесных земель доминантное положение занимают болота (5,8 %). Их наибольшее количество сосредоточено в центральной части района.

Общий запас древесины на 2011 год составляет свыше 743,30 тыс. кбм. На долю хвойных пород от запаса приходится 27,1 %, из которого 25657 га - сосновых насаждений, а 58841 га - еловых. Важнейшая задача лесного хозяйства Вологодской области и Сокольского района - повышение производительности лесов, в достижении которой важная роль отводилась и будет принадлежать осушению переувлажненных земель лесного фонда.

В связи с их проведением возрастает прирост древесины, улучшается её товарная структура, расширяется покрытая лесом площадь, создаются условия для увеличения заготовки основой живицы, улучшается биоразнообразие, а также создаются новые экологические ниши для зверей и птиц.

Цель исследования - изучить ход восстановления сосновых насаждений после проведения гидролесомелиорации и проанализировать состояние лесного фонда на осушенных землях.

Для достижения поставленной цели исследование подразумевает решение следующих задач:

1.   Проработка научной литературы по вопросу проведения мелиораций на заболоченных землях лесного фонда.

2.      Анализ показателей хвойного подроста и древесных насаждений.

.        Исследование зависимости лесовозобновления на объектах с различным типом торфяной залежи.

.        Выполнение таксационных и прочих работ на пробных площадях.

1. Повышение продуктивности лесов с помощью гидротехнической мелиорации

насаждение восстановление осушительный мелиорация

Гидролесомелиорация - система мероприятий по регулированию водного, водно-воздушного режима переувлажнённых земель лесного фонда гидротехническими и биологическими методами, направленными на улучшение их использования. Гидротехнические методы предусматривают строительство сооружений, отводящих избыточную воду, а биологические проведение лесохозяйственных мероприятий, увеличивающих суммарное испарение и актуальное плодородие почв [2].

.1 Трансформация лесорастительных условий после осушительной
мелиорации

Снегонакопление, снеготаяние, промерзаемость, оттаивание почв. Климатические особенности зимнего периода вносят свои коррективы на ежегодные показатели снежного покрова, промерзаемости почв, дальнейшие процессы снеготаяния и оттаивания, а также, следовательно, и на последующие процессы формирования водного и температурного режима почв [4].

Снеговой покров и промерзание почв зависят от времени наступления и интенсивности положительных температур. В отдельные суровые зимы промерзаемость торфяных почв достигает 50- 70 см. При этом на неосушенных почвах образуется монолитная пористая промёрзшая прослойка, а на осушаемых - прослойка большей мощности [Там же].

По мере накопления снежного покрова проявляется его утепляющее влияние на почвы. При отсутствии сильных холодов дальнейшее промораживание почв приостанавливается и может происходить их постепенное оттаивание вплоть до исчезновения монолитности мерзлоты. Оттаивание почвы отмечается снизу за счёт подпитывания торфяной залежи тёплыми грунтовыми водами. Также установлено, что снеготаяние и оттаивание на неосушенных землях завершалось раньше, чем на объектах осушения [Там же].

В сравнительно тёплые зимы с оттепелями на неосушенных землях мёрзлая прослойка в торфе практически отсутствовала. Причём высота снежного покрова в неосушенных насаждениях была меньше, чем на осушаемых землях из-за таяния снега на обводнённой поверхности торфяной залежи [4].

В целом процессы снегонакопления, снеготаяния, промерзания и оттаивания почв оказывают несомненное влияние на жизненное состояние древесных растений. Повторяющиеся процессы промерзания и оттаивания почвы в зимний период приводят, прежде всего, к обрыву физиологически активных корневых окончаний, выпреванию и выжиманию всходов [Там же].

Температурный режим почв. Многолетними наблюдениями за температурным режимом на разных объектах подтверждена высокая теплоёмкость торфяных почв. Торфяные почвы, аккумулируя большое количество тепла, испытывают небольшие температурные колебания по сравнению с насаждениями на минеральных почвах. Суточная изменчивость температуры выражена лишь на поверхности почвы, где её изменения достигали 2 - 25 °С. На глубине десять сантиметров температура изменялась в пределах 1 - 4 °С, а за весь период вегетации менее 20 °С. С глубины 30 сантиметров суточные изменения зафиксированы в среднем не более одного градуса цельсия [Там же].

В результате обезвоживания верхнего слоя после осушения теплоизоляционные свойства торфов усиливаются. Значительная часть тепловой энергии продолжает тратиться на устранение отдельных мерзлотных линз, в результате чего осушенные почвы холоднее неосушенных, аналогичных по типу болотооразования. Их прогревание до одной и той же температуры запаздывает на пять - десять дней. На этот же срок позже прогревается почва на глубине в 30 сантиметров. В обратном порядке, но с меньшей амплитудой времени, отмечается осеннее охлаждение [Там же].

При температуре 5 - 6 °С начинается жизнедеятельность корневых систем и активный рост древесной растительности и прогревание верхнего слоя почв до таких температур в осушаемых насаждениях приходится не раньше конца первой-начала второй декады мая. Охлаждение же осенью происходит преимущественно во второй-начале третьей декады октября. Таким образом, продолжительность вегетационного периода составляет 115 - 170 дней, что вполне достаточно для успешного роста древесной растительности [4].

На тепловой режим почв влияют состояние и рост древесной растительности, которые являются одними из ведущих при ухудшении температурного режима с увеличением богатства почв, повышением производительности древостоя как в осушенном, так и неосушенном состоянии [Там же].

Водный режим почв. Избыток влаги на болотных почвах затрудняет аэрацию, здесь постоянно отмечается недостаток кислорода. Для обеспечения нормальной микробиологической активности и улучшений других почвенных процессов, а также, следовательно, и роста растений необходимо регулирование водного режима избыточно увлажнённых болотных почв [5].

Основными факторами плодородия почвы: пища и вода, а при правильном сочетании пищевого и водного режимов почвы создаются благоприятные условия для роста и развития растений. На рост растительности отрицательно влияет как избыток, так и недостаток влаги, а при отсутствии нормального газообмена в почвах аэробные процессы постепенно сменяются анаэробными [6].

В переувлажнённой почве грунтовые воды полностью лишены кислорода, и появляется он здесь только на один-два дня после ливневых дождей. В связи с высоким уровнем грунтовых вод нет кислорода и в почвенном воздухе. Снижение содержания кислорода вокруг корней приостанавливает рост корней, а при отсутствии его в течение четыре - пять суток корни гибнут [Там же].

При анаэробиозисе нарушается водный обмен растений и снижается транспирация, задерживается потребление органических кислот для синтеза белков, ухудшается питание растений азотом, фосфором и другими веществами, а переизбыткок влаги снижает прирост древостоев [Там же].

Кроме непосредственного воздействия на растения, избыток влаги вызывает разрушение структуры почвы, ускоряет процессы глееобразования, снижает прогреваемость почвы и минерализацию органического вещества. Для нормального течения почвенных процессов необходимо проводить комплексные мероприятия по осушению заболоченных территорий для регулирования влажности торфа и улучшения всеобщего водного режима [7].

Кроме того, следует иметь в виду, что изменение водно-воздушного режима почв на осушаемой территории при лесогидромелиорациях приводит к улучшению минерального питания растений и также может проявиться в форме омолаживающего воздействия на растение [8].

Также осушение улучшает такой фактор плодородия болотной почвы как водный режим, причём количество питательных веществ, заложенных изначально, остаётся прежним, а эффективность лесогидромелиораций предопределяется потенциальным богатством почвы элементами питания, которые доступны растениям после улучшения водного режима [9].

На продуктивность древостоевважную роль оказывает горизонтальный поток воды, который при прокладке каналов несколько активизируется. С потоком воды к корневой системе деревьев поступают питательные вещества, уносятся отходы обмена веществ и аэрируется почва [10].

Следует отметить, что в первые два - три года после проведения лесогидромелиораций заболоченных территорий происходит сброс «вековых запасов воды» с верхнего слоя почвы, то есть в это время осуществляется стабилизация режима почвенно-грунтовых вод [4].

Водно-физические свойства почв. Торфяные почвы характеризуются неблагоприятными водно-физическими свойствами. В условиях Вологодской области их объёмная масса составляет от 0,04 до 0,25 г/см3. Осушение, по отношению к плодородию болотных почв, улучшает один фактор - водный режим. Зольность торфа, являющаяся важнейшим показателем болотных почв, изменяется незначительно. Слабо меняется степень разложения, кислотность почв. Наибольшие изменения происходят в приканальной полосе [Там же].

Жизнедеятельность растений и продуктивность насаждений на торфяных почвах зависят от аэрации почвы. Отсутствие аэрации заболоченных почв является лимитирующим фактором проникновения древесных корней вглубь торфяной залежи. Под аэрацией понимается газообмен между почвой и атмосферным воздухом, в результате которого почва и её население обеспечиваются свободным кислородом и освобождаются от углекислоты [11].

После осушения в результате снижения уровней почвенно-грунтовых вод улучшается газообмен почвенного воздуха с атмосферным воздухом, прекращается накопление торфа, создаются благоприятные условия для его разложения, изменяется морфологическое строение почвы [10].

В целом, осушение, улучшая водный режим, оказывает существенное влияние на отдельные водно-физические свойства, преимущественно поверхностного горизонта торфяных почв. Данное влияние распространяется с разной степенью в зависимости от типа и строения торфяной залежи [4].

Воздействие гидролесомелиорации на качество воды. Осушение влияет на качество почвенно-грунтовых и дренажных вод. Под влиянием 20-летнего осушения происходят изменения в химическом составе почвенно-грунтовых вод, особенно значительные в сосняке травяно-сфагновом на переходном болоте. Возрастает цветность воды, содержание в ней органического углерода, общего и аммонийного азота, фосфора и калия [12].

В дренажных водах содержание органического углерода, азота, фосфора и калия, как правило, значительно ниже, чем в почвенно-грунтовых водах как на осушенных, так и на неосушенных болотах. Исключение составляет железо, содержание которого в дренажных водах больше, чем в почвенно-грунтовых водах из-за увеличения его миграции в связи с осушением [Там же].

Концентрация углерода в стоковых водах с переходного болота была ниже, чем в почвенно-грунтовых водах в 1,3 - 2,2 раза, а с верхового в 1,3 раза. Это связано с разбавлением стоковых вод выпадающими осадками и, возможно, поглощением элементов при передвижении воды в почве. Со стоковыми водами выносится за счет осушения 56,0 кг/га органического углерода и 1,78 кг/га азота в год с верхового болота и соответственно 63,2 и 2,39 кг/га - с переходного. Вынос фосфора и калия определяется десятыми долями кг/га в год [Там же].

Таким образом, гидролесомелиорация влияет на процессы снеготаяния, промерзаемости почв, температурный, водный и водно-физический режимы почв, а также на качество почвенно-грунтовых и дренажных вод, чем, безусловно, благоприятно влияет на показатели лесовозобновления и продуктивности древостоев, произрастающих на заболоченных территориях.

.2 Влияние осушения заболоченных территорий на рост древесных пород

Осушение земель проводят для регулирования водного режима верхних корнеобитаемых горизонтов почвы. Для этого понижают уровень грунтовых вод, то есть удаляют из верхних слоёв почвы гравитационную влагу. После удаления избытка влаги улучшается не только рост леса, но и условия ведения лесного хозяйства, эстетическое состояние лесных участков, повышаются возможности дорожного строительства, обогащается флора и фауна [5].

Основной задачей осушения земель в лесном хозяйстве является повышение продуктивности лесных земель, в лесах зелёных зон - повышение устойчивости к рекреационным нагрузкам и эстетического состояния насаждения. В результате осушения корнеобитаемой зоны почвы улучшаются условия роста существующего древостоя и естественного возобновления, происходит смена старых малоценных древостоев молодыми, что в итоге приводит к увеличению прироста древесины. Следовательно, основная цель гидромелиорации - лесоводственное воздействие на древесное насаждение [Там же].

При оценке эффективности мелиорации заболоченных и болотных площадей необходимо принимать во внимание наличие и характер микрорельефа поверхности осушаемой площади и считать его положительным фактором при лесоосушении. Объекты с выраженным микрорельефом поверхности заведомо более эффективны для их осушения, чем объекты со слаборазвитым микрорельефом при сходном плодородии почв [13].

Особенности роста и развития древостоев. В результате мелиорации происходит резкая трансформация экологических условий обитания деревьев, поэтому они начинают реагировать на осушение. Отзывчивость древостоев на осушение и энергия роста также во многом зависят от потенциального плодородия почв, возраста и размеров деревьев [10].

Действие осушения накладывается на «выработанный рефлекс» взаимодействия почвы, климата и растительности. В основе этого лежит по-прежнему обычная реакция дерева на процессы микрозаболачивания и микроразболачивания. По этой причине деревья в древостое после проведения мелиорации не все одновременно и в одинаковой степени реагируют на осушение [14].

Нельзя достоверно судить об эффективности лесной мелиорации в начальный период, то есть первые 10 - 15 лет после её проведения. Применительно к этому периоду правильнее говорить о реагировании отдельных возрастных групп деревьев на осушение. Если этого не учитывать, то можно получить такие данные, которые приведут не только к неправильной хозяйственно оценке лесогидромелиораций, но и к ошибкам в расчёте объёма главного и промежуточного пользований в осушенных лесах [Там же].

В начальный период корневая система дерева находится в состоянии перестройки, а почвенные условия ещё мало изменились. Можно констатировать, что в приканальной, хорошо осушенной полосе межканального пространства в периоды микроразболачивания может иметь место некоторый дефицит влаги, что при большой густоте приводит к сильной дифференциации стволов в древостое и естественно к большому их отпаду [Там же].

Энергия роста древостоев и их отзывчивость на гидролесомелиорацию во многом зависят от возраста деревьев к моменту прокладки мелиоративной сети. С возрастом древостоя, типом болотообразовательного процесса, степенью осушения связано последующее жизненное состояние, рост насаждений [4].

В высокоплотных насаждениях усиливается отпад деревьев в крайних по возрасту поколениях. Отпад молодых деревьев обусловлен угнетением другими деревьями, а старых - из-за ослабленного жизненного потенциала пород. Однако усиление эти процессов отмечалось только с третьего - четвёртого десятилетия после осушения [Там же].

Вместе с этим, в сравнении с активной лесохозяйственной деятельностью, различного вида рубками и лесоразрушающими факторами, такими как пожары, ветровалы и подтопления, осушение вносит незначительные изменения в возрастную структуру насаждений. Даже после 250-летнего периода мелиорации тип строения сохраняется, а появление нового поколения деревьев создаёт условия для формирования разновозрастной структуры древостоя [4].

Периоды адаптации и приспособления деревьев на улучшение почвенно-гидрологических условий более короткие (один - два года) в молодняках. При увеличении возраста и снижения богатства почв от низинного типа заболачивания к верховому возрастают сроки приспособительной реакции деревьев к изменившимся условиям внешней среды вплоть до восьми - десяти лет [Там же].

Наибольший прирост запаса на осушенных землях отмечается в 40 - 50-ти летних сосновых и еловых древостоях. При дальнейшем старении древостоев прирост значительно снижается. Реакция у деревьев с возрастом свыше 140 - 160 лет может отсутствовать [10].

Реакция на осушение деревьев старше 160 лет проявляется в основном приростом по диаметру. Повышение прироста сосны и ели по высоте в этом возрасте отмечается лишь у отдельных деревьев, при этом у сосны в основном за счет роста верхушечного побега. Большинство при осушении имеют притупленную крону со слабым или прекратившимся ростом в высоту [Там же].

Повышение темпов роста по диаметру происходит на протяжении 10 - 15 лет. Увеличение темпов роста в высоту более растянуто во времени и составляет 17 - 35 лет. Максимальный объёмный прирост древесины приходится на четвёртое и пятое десятилетия [4].

После достижения максимальных величин прироста наступает период стабилизации темпов роста, меняющийся лишь под воздействием изменчивости климатических условий. При этом высокопродуктивные насаждения сами по себе выполняют роль биологической мелиорации за счёт повышения потребления воды на транспирацию [Там же].

Поскольку осушаемые земли в большинстве случаев оторфованы, то после осушения происходят уплотнение торфа и осадка поверхности осушаемого участка. При осадке уплотняются и оседают мелкие компоненты торфа, что приводит к выпиранию скелетных корней древесных насаждений [5].

Можно предположить, что поверхностное расположение корней в древостоях после осушения приводит к ветровальности, однако более чем вековой опыт осушения показывает, что древостои на осушенных торфяниках не более ветровальны, чем в условиях без осушения [5].

Дополнительно можно сказать, что осушением лесов достигается общее оздоровление местности. Под влиянием гидролесомелиораций происходит добавочное вертикальное ускорение сосны и ели, в связи с чем повышается ветроусточивость лесов. Поверхностное расположение корней и низкая плотность торфяных почв приводят к изменению морфологии корней [15].

На торфяных почвах корни приобретают двутавровую или дисковидную форму. Такое строение повышает физическую прочность корней. Большое разрастание корневых систем в стороны и хорошо развитая сеть тонких корней способствуют устойчивости деревьев, поэтому и не отмечается повышенной ветровальности деревьев на осушенных землях [5].

Создание благоприятных почвенно-гидрологических условий позволяет выращивать насаждения Ia - I классов бонитета на низинных и до I - II классов на переходных торфяных почвах. При верховом типе заболачивания эффект слабый. Производительность древостоя повышается лишь до IV класса бонитета. В этих условиях местопроизрастания текущий бонитет достигает III класса лишь у окраин болот или на болотных массивах, пройденных интенсивными пожарами. Между производительностью, классом текущего бонитета и возрастом древостоя прослеживается тесная связь, которая выражается уравнением параболы второго порядка [4].

Высокий лесоводственный эффект от осушения сосняков на торфяных почвах достигается при прокладке каналов в I классе возраста. На низинных торфяных почвах богатство зольными элементами питания ослабляет эту зависимость. Снижаются темпы роста с 70 - 80-летнего возраста [Там же].

В силу биологических способностей ель способна отреагировать на осушение и в спелом возрасте. Поэтому мелиорация ельников при возрасте древостоя в 80 - 100 лет даёт высокий лесоводственный эффект. Их производительность повышается до I - III классов бонитета. По мере дальнейшего увеличения возраста эффективность снижается [4].

В свою очередь ельники представляют собой, в подавляющем большинстве, разновозрастные насаждения. Разновозрастность, а именно угнетающее влияние старших поколений деревьев на молодые, не позволяет последним использовать свои потенциальные возможность в улучшении роста [Там же].

В отличие от хвойных, у лиственных насаждений, занимающих незначительную площадь осушения, проявляется слабая реакция на улучшение почвенно-гидрологических условий. В оптимальных условиях местопроизрастания осушаемые березняки повышают производительность древостоя до I - II класса бонитета. У ольхи реакция чаще всего отрицательная. На осушаемых землях ольшаники не имеют распространения, и порода принимает преимущественно долевое участие в составе древостоев [Там же].

В то же время дополнительный прирост стволовой древесины на верховых болотах редко превышает 1 - 2 м3/га. На переходных и низинных торфяных почвах этот показатель сравним с высокопродуктивными насаждениями на минеральных почвах, и достигает 4 - 9 м3/га [3].

В неосушенных болотных лесах прирост побегов происходит в основном за счёт стволовых запасов пластических веществ, отложившихся в предшествующий год, тогда как на осушенных болотных почвах корневые системы деревьев могут продуктивно функционировать с начала вегетационного периода, что и отражается на величине прироста [16].

Возрастная структура древостоев. Лесоосушительная мелиорация оказывает определённое влияние на возрастную структуру древостоя. После прокладки мелиоративной сети заметно пополняется и увеличивается количественно молодое поколение за счёт проявления самосева и выхода подроста в пересчётную часть. В подросте вырастают ель и берёза. На богатых низинных почвах происходит снижение численности и исчезновение сосны [4].

В высокоплотных насаждениях усиливается отпад деревьев в крайних по возрасту поколениях. Отпад молодых деревьев обусловлен угнетением другими деревьями, а старых - из-за ослабленного жизненного потенциала пород. Однако усиление эти процессов отмечалось только с третьего - четвёртого десятилетия после осушения [4].

Вместе с этим, в сравнении с активной лесохозяйственной деятельностью, различного вида рубками и лесоразрушающими факторами, такими как пожары, ветровалы и подтопления, осушение вносит незначительные изменения в возрастную структуру насаждений. Даже после 250-летнего периода мелиорации тип строения сохраняется, а появление нового поколения деревьев создаёт условия для формирования разновозрастной структуры древостоя [Там же].

От типа возрастной структуры зависит эффективность лесоосушения. Наличие спелых и перестойных деревьев не позволяет использовать потенциальные возможности повышения производительности молодым деревьям с высоким после осушения объёмным приростом древесины [Там же].

Осушаемые сосняки, в большинстве своём, в первые годы после осушения показывают период адаптации, а именно некоторый спад радиального прироста, затем следует скачкообразный период повышения прироста и медленное его снижение в последующие годы [12].

Пути повышения лесоводственной эффективности осушения. Осушение переувлажнённых земель следует рассматривать как начальную стадию их освоения. Осушаемые земли значительно различаются по характеру древесной растительности. В зависимости от состава, состояния и возраста древостоев назначаются различные мероприятия по их использованию. Возможно два основных направления хозяйственного освоения осушенных земель: формирование естественно возникших древостоев или создание искусственных насаждений посадкой или посевом леса [5].

При наличии на осушаемых территориях перспективных древостоев целесообразно формировать новые древостои за счёт естественных. Спелые и перестойные древостои с запасом ликвидной древесины 40 м3/га и более следует вырубать до осушения с последующим естественным или искусственных облесением. В разновозрастных древостоях с запасом спелых и перестойных деревьев менее 40 м3/га целесообразна вырубка старых деревьев с последующим лесовозобновлением за счёт подроста. Вырубка старых деревьев в разновозрастном древостое улучшает естественное возобновление, а при хороших условиях может сформироваться высокобонитетный древостой [5].

Таким образом, на эффективность гидролесомелиорации, наряду с созданием благоприятных почвенно-гидрологических условий, оказывает влияние возрастная структура лесов, которая значительно улучшается при проведении мероприятий по осушению заболоченных территорий.

.3 Негативные последствия проведения лесоосушения

В связи с большими объемами лесоосушительных работ и ошибками при их проектировании иногда наблюдаются нежелательные последствия для окружающей среды или недостаточный эффект от проведенного осушения. Поэтому лесоустройство должно способствовать устранению таких отрицательных последствий и достижению эффекта в повышении продуктивности лесов [16].

Осушение лесных болот сопровождается комплексом негативных последствий для флоры, фауны и ландшафтов. На осушенных болотах изменяется направленность и параметры биогеохимических циклов биогенных элементов, что ведет к загрязнению почв, вод, атмосферы [17].

В результате лесогидромелиораций изменяются уровни почвенно-грунтовых вод на осушаемых землях лесного фонда, изменяются соотношение расходных статей водного баланса, а также состав растительности, её качественные и количественные показатели [5].

После проведения гидролесомелиоративных работ в результате природных или антропогенных причин возможен процесс вторичного заболачивания вследствие выхода из строя ранее построенных лесоосушительных систем, из-за чего наблюдается увеличение площади переувлажнённых земель. Установлено, что при строительстве и ремонте каналов осушительной сети образуется твёрдый сток, отрицательно влияющий на рыбопродуктивность каналов [2].

Ежегодно с осушаемых болот с глубоким торфом при степени охвата мелиоративными мероприятиями до 55 % водосбора может выноситься до 100 кг/га органики и биогенных веществ, что существенно не увеличивает их содержание в водах водоприёмников. После проведения мелиоративных работ возможны исчезновения ягодников, ценных дикорастущих лекарственных, технических и редких растений, нанесённых в Красную книгу [2].

Происходит процесс повреждения естественных сенокосов, сокращения и ликвидации кормовой базы зверей, нарушения их путей миграции и подходов к водопоям, ухудшения условий гнездования и укрытия птиц. А также ухудшения условий для нереста рыб. Гидролесомелиорация также способна нарушать природную среду заказников [Там же].

В условиях естественного природного равновесия только болотные экосистемы являются постоянными поглотителями углекислого газа из атмосферы. Если в находящихся в состоянии равновесия лесных экосистемах, практически вся поглощаемая в процессе фотосинтеза, углекислота выделяется обратно в процесс разложения мертвого органического вещества валежа, лесной подстилки, иных остатков растений и животных, то в болотах происходит постоянное отложение органического вещества в виде торфа [16].

Таким образом, болота и заболоченные леса понимаются не только экосистемами, активно поглощающими углекислый газ и выделяющими кислород, но и важнейшими резервуарами исключенного из атмосферного круговорота углерода. Разложению мертвого органического вещества и высвобождению связанной углекислоты в болотах и заболоченных лесах препятствует избыток воды, вызывающий плохую аэрацию, осушение, удаляет избыточную воду и обеспечивает доступ кислорода к накопившемуся ранее органическому веществу, вызывая его ускоренное разложение. Особо следует подчеркнуть, что влияние осушения переувлажнённых земель может сказаться и на прилегающих к ним дренированных территориях [Там же].

Если неосушенные болота в южной части таежной зоны связывают с учетом всех потерь до трёх тонн углекислого газа на гектар в год, то при осушении происходит обратный процесс, и за счет ускоренного разложения накопившейся ранее органики в атмосферу ежегодно выделяется до десяти тонн углекислого газа с гектара, что лишь частично, в лучшем случае на 20 - 30, компенсируется увеличением прироста биомассы деревьев. В целом количество углекислоты, выделяющейся ежегодно со всех искусственно осушенных болот России, сопоставимо с количеством углекислоты, выделяющейся при лесных пожарах в самые пожарные годы. В условиях, когда парниковый эффект от накопления углекислоты в атмосфере Земли рассматривается как одна из важнейших глобальных экологических проблем, с этим нельзя не считаться. К тому же, осушение болот нередко приводит к существенному ухудшению водного режима питающихся из них рек [16].

При загрязнении проточных вод происходит процесс разложения больших количеств кислорода, в результате чего в отдельных случаях, особенно в слабопроточных водоемах, крайне неблагоприятно отражается на количестве рыбы, а в зимнее время нередко приводит к массовой гибели рыбы в результате кислородного голодания [10].

На объектах гидромелиорации при проведении осушительных работ необходимо также учитывать, что осушение торфяных болот не только увеличивает опасность возникновения пожаров, но и, при несоблюдении ряда требований, может существенно затруднить их ликвидацию [18].

Осушение приводит как к непосредственному увеличению способного к горению органического вещества, так и к увеличению количества потенциальных источников пожаров, за счет легкой доступности осушенных лесов для посещения охотниками, рыболовами, сборщиками грибов и ягод и туристами. Катастрофические пожары на осушенных торфяниках, приводящие к гибели людей становятся настоящим бедствием для целых областей [16].

Торфяные пожары, значительно хуже поддающиеся тушению, чем любые другие виды лесных пожаров на осушенных лесных территориях не только приводят к загрязнению атмосферы и водоемов в том числе к выбросам значительного количества углекислого газа, но и сводят на нет экономический эффект от осушения лесов. Следовательно, для быстрой локализации и успешного тушения торфяных и лесных пожаров осушаемые земли должны быть доступны для транспорта и противопожарной техники [18].

Лесные осушительные системы имеют обыкновение со временем выходить из строя за счет заполнения канав торфяной крошкой или песчаными наносами, перегораживания их бобровыми плотинами или зарастания, осадки торфа или выгорания его поверхностного слоя. Выход из строя осушительной системы приводит к постепенному восстановлению исходного уровня грунтовых вод. Как правило, это вызывает не просто замедление роста деревьев, но и гибель значительной их части, поскольку большая часть сформировавшихся после осушения крупных корневых систем оказывается ниже восстановившегося уровня грунтовых вод [10].

Надо также иметь в виду, что коренная смена растительного покрова, вызванная мелиорацией земель, часто приводит к ошибкам при лесоустройстве, которое может перевести насаждения высоких классов бонитета на оторфованных землях, в разряд естественно дренированных кисличных и черничных типов с минеральными почвами [18].

Следует отметить, что осушение лесов, проводимое как разовое мероприятие, без дальнейшего тщательного ухода за мелиоративными системами, не оказывает благоприятного воздействия даже на древостой и даже только с чисто коммерческой точки зрения. [16].

Подводя итоги главы, следует отметить, что гидролесомелиорация влияет на процессы снеготаяния, промерзаемости почв, температурный, водный и водно-физический режимы почв, а также на качество почвенно-грунтовых и дренажных вод, чем, благоприятно влияет на показатели лесовозобновления и продуктивности древостоев, произрастающих на заболоченных территориях.

На эффективность гидролесомелиорации, наряду с созданием благоприятных почвенно-гидрологических условий, оказывает влияние возрастная структура лесов, которая значительно улучшается при проведении мероприятий по осушению заболоченных территорий.

Мероприятия по гидролесомелиорации имеют и отрицательные моменты, влияющие на многие сферы заболоченных территорий, но, имея также большое количество положительных моментов, следует сказать о том, что осушение заболоченных территорий играет большую роль в становлении здоровых и продуктивных лесных насаждений.

2. Материалы и методы исследования

.1 Материалы исследования

Опыт по исследованию лесовозобновления был проведён летом 2016 года в Сокольском районе Вологодской области на осушаемых спелых сосняках зоны южной тайги Сокольского участкового территориального лесничества в 123, 127 и 132 кварталах (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Карта-схема расположения пробных площадей на территории лесничества (Стрелками указаны местоположения пробных площадей)

Для исследования древостоя и подроста на расстоянии 25 метров по обе стороны от каналов с помощью мерной ленты были выделены приканальные ленточные пробные площади (ПП), длинной 50 метров и шириной 10 метров (по пять метров в сторону от ленты) [24].

А

Б

Рисунок 2.2 - Осушаемые древостои на пробных площадях с олиготрофным (А) и мезотрофным (Б) типами заболачивания

Пробные площади первая и вторая отграничены на переходном (мезотрофном) (рисунок 2.2) типе торфяной залежи, когда как пробные площади с третьей по седьмую расположены на верховом (олиготрофном) типе.

.2 Материалы полевых и камеральных работ

В ходе исследования изучались оптимальные условия после лесоосушения, но в 132 квартале, для сравнительного анализа, была отграничена пробная площадь, расположенная в центре межканального пространства. С помощью мерного шеста высотой 1,7 метра (рисунок 2.3) был проведён учёт высоты хвойного подроста; глазомерно, по количеству мутовок на обследуемой породе, устанавливался их возраст.

По внешним признакам подроста, используя методику И.С.Мелехова, были определены их основные показатели жизненного состояния, а именно: благонадежный (б/б), имеющий хорошо развитую зеленую хвою, сомнительный (сом), имеющий изреженную крону и редкие сучья, и неблагонадежный подрост (н/б), характеризующийся короткой хвоей и засохшими сучьями [25].

Подрост сгруппирован по трём категориям крупности: мелкий (высотой 0,1 - 0,5 м); средний (0,51 - 1,50 м); крупный (более 1,50 м). Перерасчёт на крупный подрост проводился путём умножения количества мелкого на коэффициент - 0,5, среднего - на 0,8, крупного - на 1,0.

Для определения таксационной характеристики мерной вилкой на высоте 1,30 м был выполнен сплошной пересчёт древостоя на пробных площадях (рисунок 2.4), высотомером Макарова измерены высоты основных пород, а также глазомерным способом по количеству мутовок подсчитан их возраст.

Рисунок 2.3 - Учёт высоты и жизненного состояния подроста

Также в ходе исследования была подсчитана таксационная характеристика древостоя, при которой особое внимание уделялось высоте основных пород, их возрасту, диаметру, количеству, составу и типу леса. По показателям высоты и возраста определялся бонитет древостоя.

Благодаря установленным данным математическими аналитическим методами анализа были подсчитаны густота древостоя, их относительная и абсолютные полноты, а также запас сырорастущего леса.

Рисунок 2.4 - Замер таксационных диаметров

В камеральных условияхданныепо высоте подроста были обработаны методом вариационной статистики, где были рассчитаны такие показатели как среднее значение М, ошибка среднего значения mM, среднее квадратичное отклонение σ, коэффициент изменчивости С, точность опыта Р и достоверность среднего значения tM.

Изменчивость считается малой, если С < 10,0 %; средней - С = от 10,1 до 30,0 % и большой, при С > 30,1 %. Точность опыта считается высокой, если P < 5 % или удовлетворительной (при P от 6 до 10 %). В других случаях результаты считаются не точными. Среднее значение достоверно, если tM > 4. Результаты исследований считаются достоверными, если tM ≥ 3 [26].

Анализ достоверности различия средних значений считался по формуле:

, (2.1)

где M1и M2 - средние значения в сравниваемых выборках (причём |M1| > |M2|);

m1и m2- ошибки средних значений, соответственно.

В данной работе использованы методы наблюдения и сравнения, математический, статистический и аналитический методы.

3. Геоэкологическая характеристика Сокольского района

.1 Обустройство территории

Сокольское территориальное лесничество Департамента лесного комплекса Вологодской области расположено в центральной части Вологодской области на территории Сокольского административного района, центром которого - город Сокол (в соответствии с приложением 1). Протяженность территории лесничества с севера на юг около 55 километров, а с запада на восток 121 километр. На севере Сокольское лесничество граничит с Харовским лесничеством, на западе с Усть-Кубинским лесничеством на востоке - с Тотемским лесничеством, а на юге - с Вологодским и Междуреченским лесничеством [20].

Леса лесничества расположены в бассейне реки Сухона. В составе лесничества образовано восемь участковых лесничеств, в том числе два участковых сельских лесничества (таблица 3.1). Каждое сельское участковое лесничество разделено на участки - бывшие сельхозформирования.

Таблица 3.1 - Структура лесничества

Распределение лесов по целевому назначению и категориям защитных лесов с указанием номеров кварталов, по участковым лесничествам, лесным участкам приведено в таблице 3.2, а также в приложении 2) [20].

Таблица 3.2 - Распределение лесов по целевому назначению и категориям защитных лесов

Общая площадь земель лесного фонда лесничества по состоянию 01.01.2010 года равна 294 988 га, что составляет 70,9 % земельного фонда района. Характеристика земель лесного фонда Сокольского территориального лесничества приведена в таблице 3.3, а также в приложении 3 [Там же].

Таблица 3.3 - Характеристика лесных и нелесных земель лесного фонда на территории лесничества

По данным таблицы 3.3 следует отметить, что земли, покрытые лесной растительностью составляют большую часть лесного фонда, а не сомкнувшиеся лесные культуры занимают меньшие площади. Земли, не покрытые лесной растительностью, представлены преимущественно вырубками последних двух лет. Эти показатели положительно характеризуют лесной фонд [20].

Как в целом по лесничеству, так и по целевому назначению лесов и категориям защитных лесов, покрытые лесом земли представлены насаждениями естественного происхождения, которые далеки от оптимальных как по составу древесных пород, так и по продуктивности [Там же].

.2 Орографические, эдафические и климатические условия района

Сокольский район находится на северо-западе Восточно-Европейской равнины в поясе умеренно-континентального климата. По площади занимает 17 место в Вологодской области или 2,8 % в общеобластном показателе. По геоботаническому и лесорастительному районированию территория Сокольского района принадлежит к таёжной зоне и подзоне южной тайги, которая представлена своей северной частью [21].

Географическое положение Сокольского района в центре южной половины области определяет относительно более благоприятные условия по сравнению с северными районами и обуславливает переходный характер климата от менее континентального климата западных районов области до более континентального в восточных районах [Там же].

Район характеризуется продолжительной холодной многоснежной зимой, короткой весной с неустойчивыми температурами, относительно коротким умеренно тёплым увлажнённым летом, продолжительной и ненастной весной. Климат формируется под воздействием атлантических и континентальных масс воздуха с преобладанием западных ветров [Там же].

Средняя продолжительность периода с отрицательными температурами воздуха от 152 дней на юго-западе района и до 166 дней на северо-востоке, а количество дней с положительными температурами колеблется от 195 до 210 дней (с 10 апреля до 25 октября) [21].

Вегетационный период флоры (выше +5 °С) достигает 150 дней (с 05 мая по 01 октября), а период активной вегетации (выше +10 ºС) достигает 110 дней (с 20 мая по 20 сентября). Сумма температур, которая превышает 10 ºС, составляет от 1550 до 1700 ºС [22].

Среднегодовая сумма осадков на территории Сокольского района превышает 480 - 500 на востоке области и 560 - 600 миллиметров - на западе, что на 100 - 150 миллиметров больше величины испаряемости (в соответствии с рисунком 3.1). Среднегодовая влажность воздуха достигает 80 %. На тёплое время года приходится основная часть осадков. С апреля по октябрь с дождями выпадает 2/3 годового их количества. Снежный покров держится от 160 до 168 дней, а к концу зимы его толщина колеблется в пределах 50 сантиметров на западе и 65 - 70 на востоке района [22].

Избыток влаги вместе с широким развитием малых и очень малых водотоков на южных склонах Харовской гряды способствовал возникновению густой речной и озерной сети, а также заболачиванию равнинных участков местности. Реки и озёра области относятся к бассейну Балтийского моря [Там же].

Рельефу Сокольского района свойственно чередование невысоких моренных холмов, гряд и возвышенностей с высотными отметками 150-200 метров над уровнем моря, окружённых обширными заболоченными низинами. Низины расчленены 492 реками, общей протяженностью две тысячи километров. Наиболее крупные реки: Сухона, Двиница, Пельшма [Там же].

Рисунок 3.1 - Годовое количество осадков Сокольского района

В целом рельеф рассматриваемой территории равнинный. Максимальная амплитуда колебания высот составляет 130 метров. Наименьшие высоты наблюдаются в пойме реки Сухоны (106 метров), наибольшие - на севере в верховьях левых притоков реки Сухоны (236 метров). Весь север района занимает обширный южный склон Харовской возвышенности. Высоты колеблются в пределах 150-200 метров над уровнем моря [22].

Отложения представлены пестроцветной мергелистой толщей, глинами, песками, песчаниками, известняками, конгломератами и другими горными породами. Преобладающие почвообразующие породы по территории района: валунные суглинки, супеси, пески, валунные суглинки. Основной тип (60 %) минеральных почв - подзолистый, который представлен подтипами типичных подзолистых и дерново-подзолистых почв. Наряду с ним имеются дерново-карбонатный (5 %) и пойменный (3 %) типы [Там же].

.3 Лесной фонд

Площадь лесных земель Сокольского района на 2011 год составляла 294 988 гектар, а покрытая лесом площадь района равна 266 051 гектар (90,2 %) и представлена насаждениями естественного происхождения. Искусственные - занимают около двух, а включая несомкнувшиеся культуры, немногим более четырёх процентов площади. Среди непокрытых лесом лесных земель преобладают вырубки (1,6 %) (в соответствии с рисунком 3.2) [20].

В категории нелесных земель доминантное положение занимают болота (5,8 %). Их наибольшее количество, включая и воды (0,1 % от нелесной площади), сосредоточено в центральной части области. Заболачивание территорий протекало, в основном, за счёт заболачивания суши [Там же].

Лесообразующими породами служат ель европейская, сосна обыкновенная, берёза пушистая, осина и ива. На долю хвойных насаждений приходится 36 % территории. Наибольший запас стволовой древесины и площадь распространения имеют ельники. В лиственных насаждениях доминируют (49,6 %) березняки, а ивняки, в основном, размещены в речных поймах [20].

По условиям местопроизрастания преобладают зеленомошные (черничный, сфагновый и кисличный) типы леса и занимают более 35,0 % лесопокрытой площади. Заболачивающиеся леса (долгомошники) встречаются во всех формациях и занимают 11,6 % от общей площади лесов района [20].

Рисунок 3.2 - Карта-схема растительного покрова Сокольского района:

Среди сосняков преобладают сфагновые типы ассоциаций леса, возникшие на верховых торфяниках. Среди ельников господствует зональный среднетаежный тип черничников. Березняки и осинники обычно представлены черничниками и на более богатых почвах кисличниками. По окраинам болот и по берегам ручьев преимущественно распространены сероольшаники и ивняки травяно-сфагновые и осоково-сфагновые [Там же].

Леса района относительно молодые, в сосняках преобладают молодняки (46,5 % по площади) и средневозрастные (34,0 %) леса, в ельниках - спелые насаждения пятого и шестого классов возраста (51,1 %), в осинниках и березняках - средневозрастные породы третьего и четвёртого классов возраста (46,5 %) и (77,8 %) соответственно [20].

Общий запас древесины на 2011 год составляет свыше 743,30 тыс. м3. На долю хвойных насаждений от этого запаса приходится 27,1 %, лиственных - 72,9 %. Ежегодный прирост стволовой массы древесины достигает более 2,64 м3/га, а среднегодовой колеблется около 2,1 м3/га [Там же].

Среди мероприятий по интенсификации ведения лесного хозяйства важное место продолжает занимать научно-обоснованное проведение лесоводственных уходов за насаждениями. Использование регулируемого промежуточного пользования позволяет стабилизировать структуру лесного фонда и повышать производительность насаждений [Там же].

.4 Гидрографическая сеть

Гидрографическая сеть Сокольского района состоит главным образом из рек, которые относятся к бассейну реки Сухоны и представлены ее левыми притоками. Наиболее крупные из них - реки Двиница и Пельшма, дренирующие вместе со своими притоками основную часть района. Сама река Сухона входит в пределы района в основном верхним течением (в соответствии с рисунком 3.3) [22].

Всего в районе насчитывается 492 реки общей протяженностью две тысячи километров, хотя только 40 из них имеют длину более 10 километров. Густота речной сети достигает 0,60 км2. Столь значительная густота определяется не только влажностью климата, но и широким развитием малых и очень малых водотоков на южных склонах Харовской гряды. Рекам длиною менее 10 километров принадлежит ведущая роль в сбросе талых и дождевых вод в основную гидрографическую сеть района [Там же].

Из-за разницы в рельефе и высотном положении северной и южной части территории Сокольского района меняется степень эрозионного расчленения территории, глубина вреза речных долин и их морфологические особенности. В пределах Харовской гряды наблюдается густая долинная и ложбинно-балочная сеть, долины имеют хорошо развитую пойму, террасы. На Присухонской низине долины теряют четкость своих очертаний, остаются лишь извилистые русла рек, местами окаймленные прирусловыми валами, и поймы [22].

Рисунок 3.3 - Реки и гидрология района: 1 - Сухонский район; 2 - Северодвинский район; 3 - Южнодвинский район

По формам бассейнов реки района относятся к первому и второму типам, то есть бассейны рек имеют наибольшее развитие в средней и верхней части, в пределах Харовской гряды и озерно-ледниковых террас. Форма русел, как правило, весьма извилистая, особенно на низменно-равнинных участках. Коэффициент извилистости реки Сухоны на отдельных отрезках достигает 2,5. Почти все реки берут начало из заболоченных местностей - типичных болот или заболоченных лесов. Исключение составляет лишь река Сухона, которая вытекает из Кубенского озера [2].

Озёра в поверхностных водах Сокольского района не играют какой-либо заметной роли (озёрность порядка 0,0016 %). Всего насчитывается около 30 озёр с зеркалом более 10 гектар общей площадью 4,53 км2. В основном они сосредоточены вблизи реки Сухоны и ее притоков Б. Пучкаса, Бохтюги, нижнего течения pеки Пельшмы и Двиницы. Размеры каждого в отдельности не превышают 0,8 км2. Наиболее значительными озёрами приходятся Ивановское и Марша (по 0,8 км2 каждое) [2].

Форма озёр вытянутая, дугообразная, с очень извилистой береговой линией или же округлая, с простыми очертаниями берегов. Длина озёр весьма различная - от 0,4 километров (оз. Иваново) до 6,8 километров (оз. Марша). Ширина колеблется в меньших пределах - от 0,2 до 0,75 километров. Берега некоторых озёр довольно круты - до 30 °, над меженным уровнем возвышаются на два-четыре метра. Глубины озёр незначительны и в летнюю межень не превышают двух метров [Там же].

Рельеф дна озёрных котловин выравненный, без значительных перегибов, с постепенным наклоном к срединной части. Грунт чаще всего топкий, илистый. По всему зеркалу озера подвергаются интенсивному зарастанию водной растительностью - осокой, хвощом, озерным камышом, кувшинкой [Там же].

Заболоченность территории различна. Например, верхняя часть бассейна реки Двиницы имеет заболоченность до 8 %, на Присухонской низине она доходит до 30 % и более. Здесь грунтовые воды близко подходят к поверхности и, сливаясь с верховодкой, создают избыточное увлажнение [Там же].

Реки района относятся к волжскому типу с преимущественно снеговым питанием. Это означает, что в питании рек принимают участие различные источники, но главное значение имеют талые воды. Они обеспечивают от 50 до 70 % годового стока. На втором месте стоит дождевое питание и на третьем - грунтовое. В разные сезоны года характер питания меняется. Зимой питание рек целиком обеспечивается грунтовыми водами, вес ной - талыми снеговыми водами, летом и осенью главную роль играют дожди [22].

.5 Хозяйственная деятельность

Наличие лесных ресурсов, развитая транспортная система, выгодное экономико-географическое положение Сокольского района послужили предпосылками для формирования этого региона как крупного узла лесной промышленности Вологодской области [23].

На территории лесничества имеется 1315 км грунтовых автомобильных дорог, из них 1067 км лесохозяйственных, 97 км лесовозных и 151 км общего пользования. Эти дороги связывают места рубок и отдельные лесные квартала с пунктами вывозки древесины и лесными посёлками. Для целей лесного хозяйства в той или иной степени используются все дороги, имеющиеся в лесах. Лесное хозяйство дорожной сетью обеспечено далеко недостаточно. Недостаток улучшенных грунтовых дорог и неравномерность размещения их по территории создаёт большие затруднения в лесохозяйственной деятельности [20].

Общий объём заготовки древесины в лесничестве составляет 294 988 га. Во всех участковых лесничествах проводятся работы по заготовке и сбору живицы (2210 га), недревесных и пищевых ресурсов (268 532 га), лекарственных растений (294 902 га), осуществляется ведение сельского (254 512 га) и охотничьего хозяйств (280 748 га), научно-исследовательских, образовательных и рекреационных деятельностей (294 988 га). В последние годы увеличивается площадь фонда для создания лесных плантаций и их эксплуатаций (236 714 га). Доля переработки древесины и лесных ресурсов составляет 236 694 га [Там же].

Кроме того, в лесничестве проектируется проведение работ по благоустройству лесных территорий путём изготовления и покраски квартальных столбов, очистки придорожных полос и уборки несанкционированных свалок бытового мусора с привлечением тяжелой техники [20].

Основа экономики Сокольского района - лесная промышленность, в структуре которой традиционно преобладают целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая отрасли - их доля в общем объеме реализации продукции составляет порядка 61 %. Объекты лесоперерабатывающей инфраструктуры находятся за пределами лесов. Основными пунктами вывозки древесины являются города Сокол и Кадников [23].

Промышленный сектор Сокольского района занимает довольно высокое место в общеобластном рейтинге. Так, по объемам продаж промышленной продукции, а также по производству пиломатериалов район традиционно занимает второе место среди районов области [Там же].

Крупнейшие предприятия Сокольского района, занятые в лесной промышленности - ООО «Сухонский ЦБК» и ОАО «Сухонский ЦБК», которые занимаются целлюлозно-бумажной промышленностью, ОАО «Сокольский ДОК» - деревообработка, больше 20 индивидуальных предпринимателей занимаются рубками, вывозом древесины, деревообработкой и уходами [Там же].

Подводя итоги главы, следует сделать вывод о том, что Сокольский район богат на лесные ресурсы, имеет большое количество земель, покрытых лесов, а также малое количество погибающих или уже погибших лесов.

Климатические, орографические и эдафические условия Сокольского района служат определяющими факторами в разнообразии произрастающего растительного покрова и растительности, что говорит о предпосылках благоприятного развития продуктивных лесных насаждений.

Сокольский район обладает большими объёмами запаса древесины, как хвойных, так и лиственных пород, которые имеют большие объёмы ежегодного прироста, а также следует отметить о том, что, располагая малым процентом заболоченности территории, район, после проведения мероприятий по мелиорации может успешно освоить осушенные территории для развития продуктивных лесных насаждений.

Сокольский район имеет довольно густую и развитую гидрологическую сеть, а также различную заболоченность территории, которая, при своевременном и комплексном регулировании может задать темп для дальнейшего развития земель, а также роста и развития продуктивных лесных насаждений.

При выгодном экономическом положении Сокольский район имеет как значительные площади лесных земель, большие объёмы продуктивных лесных насаждений, осушаемых и осушенных земель, с развивающимся продуктивным древостоем, а значит, имеет все предпосылки для успешного дальнейшего развития дереводобывающей, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и прочей промышленности, так или иначе касающейся взаимодействием с лесными ресурсами.

4. Оценка влияния лесоосушения на таксационный диаметр и лесовозобновление

Низкая производительность древостоев в гидролесомелиоративном фонде существенно снижает таксационные показатели в общей структуре лесного фонда, поэтому при высокой заболоченности земель за счёт мелиорации можно повысить производительность лесов, а также качественно улучшить структуру лесного фонда[4].

По мере увеличения хозяйственного возраста и разновидностей древостоев эффективность лесоосушения снижается, что указывает на то, что наивысший эффект может быть обеспечен в том случае, когда основной древостоя перед осушением и в процессе его организации представляют молодняки. [Там же].

.1 Анализ данных исследуемых осушаемых пробных площадей

Обработка полученных данных показала, что наилучшие показатели лесовозобновления по семи пробным площадям показывает пробная площадь № 5, располагающаяся на олиготрофной залежи, у которой наблюдаются наибольшие сырорастущий запас, абсолютная и относительная полноты (таблица 4.1).

У древостоев, расположенных на мезотрофном типе торфяной залежи, наблюдаются высокие показатели бонитета, высоты и диаметра, когда как на насаждения олиготрофного типа приходятся высокие показатели густоты, полноты и запаса. На рисунке 4.1 представлено процентное соотношение запаса сосняков на изученных пробных площадях.

Таблица 4.1 - Таксационная характеристика древостоя на пробных площадях

Примечание: Расположение пробных площадей относительно канальной сети: МК - межканальное положение; ПК - приканальное положение.

Рисунок 4.1 - Распределение запаса сосняков на пробных площадях в относительных величинах

Хвойный древостой, растущий в условиях мезотрофного типа торфяной залежи, имеет максимальный процент пород с диаметром на высоте груди в интервале от 17 до 18 сантиметров, когда как очень мала доля пород с меньшим диаметром, к тому же снижение числа пород наблюдается также и при его увеличении (таблица 4.2). Сосна, растущая на залежи с верховым типом, имеет подъём процентного содержания диаметров также до 17 - 18 сантиметров.

Таблица 4.2 - Распределение таксационных диаметров деревьев по ступеням толщины (в %)

Пробная площадь № 5 лидирует по числу благонадёжного соснового подроста - 1020 экз./га (Таблица 4.3). Наименьшее же число такого подроста на пробной площади № 7 - 80 экз./га. Среднее число благонадёжного подроста на мезотрофной залежи составляет 220 экз./га, а на олиготрофной - 450 экз./га.

Таблица 4.3 - Распределение жизненного состояния соснового подроста на пробных площадях

Согласно шкале оценки предварительного возобновления сосны и ели, а именно по численности подроста под пологом насаждений установлено, что оценка возобновления отсутствует, требуется проведение мероприятий по созданию лесных культур для возобновления хвойных лесных насаждений [27].

Анализ высот соснового и елового подроста методом вариационной статистики показал, что на мезотрофной залежи по пяти показателям выборки из шести превосходит олиготрофный, а именно изменчивость во втором случае меньше второго, а точность опыта на переходном типе залежи выше, чем на верховом. Это говорит о положительных условиях произрастания, необходимых для нормального развития хвойного подроста. В таблице 4.4 приведены усреднённые величины по типам торфяной залежи.

Таблица 4.4 - Анализ высот хвойного подроста по типам торфяной залежи в среднем по объектам исследования

Чтобы иметь определённый уровень доверия к выборочной средней, как к оценке генеральной средней величины, был использован критерий Стьюдента (tst), показывающий изменение значений для выборок. По результатам расчётов определено, что tфакт ≥ tst (0,71 ≥ 0,68), что при значении 95 % говорит о достоверности различий средних [26].

На мезотрофной торфяной залежи в среднем наблюдается большее число крупного подроста (125 экз./га), тогда как породы, развивающиеся в условиях олиготрофного типа, представлены, в основном, средними и мелкими категориями крупности (таблица 4.5).

Таблица 4.5 - Распределение хвойногоподроста по категориям крупности

На всех исследуемых пробных площадях отсутствует минимально необходимое количество как елового, так и соснового подроста под пологом насаждений, а значит, что в древостоях не обеспечивается надёжное лесовозобновление в ходе лесомелиораций. Из этого следует подтверждение вывода о том, что необходимы посадки культур для возобновления хвойных пород [27].

Количество подроста в пересчёте на крупный, в большинстве своём, доминирует на бедных залежах (880 экз./га на площади № 5). Также следует отметить, что древостой, развивающийся в приканальном положении осушаемого пространства, показывает лучшие роста и возобновления, чем молодое поколение в межканальной части.

По результатам анализа ступеней диаметров древесных насаждений по типам торфяной залежи (таблица 4.6) можно сделать вывод о том, что у пород, произрастающих на мезотрофном типе залежи, наблюдается распределение диаметра в интервале от 23 до 28 сантиметров, а также присутствует разброс процентного соотношения по мелким диаметрам около десяти сантиметров и крупным диаметрам свыше 29 сантиметров.

Насаждения олиготрофного типа торфяной залежи имеют не такой сильной процентный разброс диаметров, в отличие от мезотрофного типа, и имеют распределение диаметров в интервале от 13 до 22 сантиметров, что существенно меньше результатов мезотрофной залежи. Это говорит о том, что осушение благоприятно влияет на средний прирост диаметров у древесных насаждений, расположенных на переувлажнённых землях.

Таблица 4.6 - Распределение ступеней диаметров древесных насаждений на площадях с мезотрофной и олиготрофной залежью

Анализ распределения ступеней высоты хвойного подроста показал, что у насаждений мезотрофного типа наблюдается максимальное число пород по двум пробным площадям в интервале от 1,4 до 1,6 м, а у ступеней толщины менее 1,2 м и вовсе нет отдельных экземпляров, либо их количество мало, что говорит о новых процессах развития будущего древостоя.

У хвойного подроста олиготрофного типа торфяной залежи количество пород в среднем приходится на интервалы 1,0 - 1,2 и 1,4 - 1,8 м. Также, как и в предыдущем случае, наблюдается малое количество пород на ступенях высоты менее 0,8 м. Особенно следует отметить, что пробные площади № 5,6 и 7, расположенные на третьем опытном участке имеют большое число пород в интервалах от 0,8 до 1,2 м, что не наблюдается у первого и второго участков.

Таблица 4.7 - Распределение ступеней высоты хвойного подроста на пробных площадях (в %)

В результате анализа таксационной характеристики древостоя и исследования темпов роста и жизненного состояния хвойного подроста на пробных площадях, по высоким показателям бонитета, высоты и диаметра насаждений, высоких темпах роста и благонадёжного жизненного состояния установлено, что наиболее благоприятным для роста и возобновления хвойных насаждений является мезотрофный тип торфяной залежи.

Насаждения в приканальной части осушаемой территории лучше, чем в межканальной, реагируют на изменения условий после осушения, что положительно влияет на жизненное состояние подроста и его среднюю высоту. Также следует отметить, что на осушенных участках, расположенных на переходном типе торфяной залежи, располагается большее число крупномерного соснового и елового подроста.

Из результатов анализа данных таксационной характеристики осушенных лесов Сокольского района следует, что наилучшие показатели в развитии хвойных насаждений наблюдаются в долгомошном типе леса. Осушение благотворно влияет на увеличение общего запаса хвойных пород, на их средний диаметр и показатели полноты.

.2 Анализ таксационных показателей осушаемых древостоев в
лесничестве

По анализу таксационной характеристики осушенных древостоев Сокольского лесничества нужно сделать вывод о том, что в рассмотренном лесном фонде преобладают насаждения, произрастающие в долгомошных типах леса, что составляет 48 и 65 % от общего запаса сосновых и еловых насаждений соответственно. Наименьшие показатели у кисличного типа - 0,3 % у сосновых и 0,8 % у еловых насаждений (таблица 4.8). В еловых насаждениях также заметно отсутствие такой категории типа леса как брусничники.

Таблица 4.8 - Распределение запаса и занимаемой площади различных типов леса на сосновых насаждениях Сокольского участкового лесничества

При анализе относительной полноты в древостоях, наибольшая площадь выделов приходится на относительную полноту 0,7 и равна 449 и 185 га для сосняков и ельников, соответственно (таблица 4.9). Наименьшие показатели приходятся на полноту ниже 0,6 и выше 0,9.

Таблица 4.9- Распределение площади выделов по полноте сосновых насаждений Сокольского участкового лесничества

В сосновых насаждениях доминируют породы со ступенями толщины 17 - 18 сантиметров, когда как в ельниках доминантный диапазон от 19 до 20 сантиметров. В таблице 4.10 представлен обобщенный анализ древостоя Сокольского лесничества по ступеням толщины.

Таблица 4.10 -Распределение ступеней среднего диаметра древостоя Сокольского участкового лесничества

По общему запасу сырорастущего леса Сокольского участкового лесничества лидируют сосняки - 215 795 кбм/га, а ель и берёза составляют 65 532 кбм и 121 548 кбм, соответственно, что представлено в таблице 4.11. Наименьшие показатели запаса наблюдаются у ольхи серой и чёрной.

Таблица 4.11 - Распределение запаса сырорастущего леса по типам древесных пород Сокольского участкового лесничества

Подводя итоги главы, следует сделать вывод о том, что в результате анализа таксационной характеристики древостоя и исследования темпов роста и жизненного состояния хвойного подроста на пробных площадях, по высоким показателям бонитета, высоты и диаметра насаждений, высоких темпах роста и благонадёжного жизненного состояния установлено, что наиболее благоприятным для роста и возобновления хвойных насаждений является мезотрофный тип торфяной залежи.

Насаждения в приканальной части осушаемой территории лучше, чем в межканальной, реагируют на изменения условий после осушения, что положительно влияет на жизненное состояние подроста и его среднюю высоту. Также следует отметить, что на осушенных участках, расположенных на переходном типе торфяной залежи, располагается большее число крупномерного соснового и елового подроста.

Из результатов анализа данных таксационной характеристики осушенных древостоев Сокольского территориального лесничества следует, что наилучшие показатели в развитии хвойных насаждений наблюдаются в долгомошном типе леса. Осушение заболоченных территорий лесного фонда безусловно благотворно влияет на увеличение общего запаса хвойных пород, на их средний диаметр и показатели полноты.

Заключение

В результате анализа таксационной характеристики древостоя и исследования темпов роста и жизненного состояния хвойного подроста на пробных площадях, по высоким показателям бонитета, высоты и диаметра насаждений, высоких темпах роста и благонадёжного жизненного состояния установлено, что наиболее благоприятным для роста и возобновления хвойных насаждений является мезотрофный тип торфяной залежи.

Насаждения в приканальной части осушаемой территории лучше, чем в межканальной, реагируют на изменения условий после осушения, что положительно влияет на жизненное состояние подроста, благонадёжный подрост которых составляет 1020 экз./га в приканальной и 900 в межканальной частях, и его среднюю высоту, равную 9,26 и 2,13 метрам, соответственно.

Следует отметить, что на осушенных участках, расположенных на переходном типе торфяной залежи, располагается большее число крупномерного соснового и елового подроста в среднем 270 экз./га; 206 экз./га на верховой торфяной залежи).

На верховых торфяных залежах наблюдается большее количество пород благонадежного соснового и елового подроста - 1020 экз./га, когда как на переходных залежах это число пород равняется 180 экз./га. Но мезотрофный тип залежи характеризуется большей долей благонадежного подроста, а неблагонадёжные породы и вовсе отсутствуют, в отличие от олиготрофных зележей, где наблюдаются также и экземпляры хвойного подроста в гибельном состоянии.

Из результатов анализа данных таксационной характеристики осушенных лесов Сокольского района следует, что наилучшие показатели в развитии хвойных насаждений наблюдаются в долгомошном типе леса, средняя площадь которых - 1369 га сосняки и 310 га ельники. На уровне значимости 95 % удалось доказать, что высоты хвойного подроста на мезотрофных залежах больше, чем на олиготрофных, что в среднем составляют 1,4 и 0,8 метров, а также, что подрост в приканальной части в среднем выше, чем в межканальной (1,0 и 0,8).

Следовательно, осушение заболоченных земель лесного фонда благотворно влияет на увеличение общего запаса хвойных пород, на их средний диаметр и показатели полноты.

При выгодном экономическом положении район имеет значительные площади лесных земель, большие объёмы продуктивных лесных насаждений, осушаемых и осушенных земель, с развивающимся продуктивным древостоем, а значит, имеет все предпосылки для успешного дальнейшего развития дереводобывающей, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и др. промышленности, так или иначе касающейся взаимодействием с лесными ресурсами.

В качестве рекомендации производству предлагается следующее: обратить внимание на участки осушаемых территорий лесного фонда с мезотрофным типом заболачивания, где подрост физиологически слабый и обладает малой высотой, также продолжать поддерживать осушаемые территории с подростом более лучшего качества и сами мелиоративные сети, а также проводить мероприятия по осушению новых площадей заболоченных земель.

Список использованных источников

1.     Методические рекомендации по оформлению выпускных квалификационных работ, курсовых проектов/работ для студентов очной, очно-заочной (вечерней) и заочной форм обучения. - Вологда: ВоГУ, 2016. - 120 с.

2.      Константинов В.К. Практическая гидромелиорация / В.К. Константинов, Г.Б. Великанов, Ю.А. Добрынин. - Санкт-Петербург: СПбНИИЛХ, 2005. - 127 с.

.        Вологодская область [Электронный ресурс] : Федеральный портал Protown - Режим доступа. - #"900369.files/image011.gif">

Приложение 2

Схема участковых лесничеств Сокольского территориального лесничества

Приложение 3

Схема подразделения лесов по целевому назначению и категориям защитных лесов