Повышение качественной продуктивности насаждений на лесоводственной основе

Связь качества древесины сосны с типами леса рассмотрена на примере посадок (А - 44-49 лет) южной и посевов (А - 57 лет) северной подзоны тайги. Для культур сосны составлены товарно-сортиментные таблицы на лесотипологической основе. Результаты исследований свидетельствуют об увеличении выхода деловой древесины при улучшении условий местопроизрастаний (табл. 4).

Таблица 4 - Средний выход деловых сортиментов в культурах сосны по типам леса, %*

*Здесь и далее по разделу: в числителе - для посевов, в знаменателе - для посадок сосны.

Сосняки зеленомошной группы типов леса характеризуются I, сосняки лишайниковые - II классом товарности. Показатели выхода деловой древесины в разрезе ступеней толщины позволяют классифицировать древесное сырье во всех типах леса как I и II класс качества. Зависимость между выходом деловой древесины и таксационным диаметром ствола аппроксимируется уравнением показательной кривой при высокой степени корреляции (з = 0,910-0,990).

Доля пиловочных бревен в посадках кисличного и черничного типов леса достигает 67-68%, снижаясь в сосняках брусничных и лишайниковых до 18 и 12% соответственно. Уменьшение выхода пиловочника при ухудшении условий местопроизрастания также отмечено в посевах сосны. Этот факт свидетельствует о целесообразности ориентации целевого выращивания в кислично-черничных типах леса на пиловочное сырье.

Основным сортообразующим пороком древесины на данной стадии онтоценогенеза древостоя являются здоровые сучки. Для культур всех типов леса отмечается положительная связь среднего диаметра сучков с таксационным диаметром ствола (r = 0,572-0,690) и его высотой (з = 0,930-0,990). Наличием крупных стволов с толстыми сучками объясняется преимущество по среднему диаметру у основания сучков в высокопродуктивных типах леса (табл. 5).

Таблица 5 - Параметры сучковатости стволов сосны в культурах по типам леса

С учетом допусков по максимальным значениям диаметров сучков для лесоматериалов различной крупности (по ГОСТ 9463-88) в рассмотренных культурах сосны на данном этапе возможно получение сортиментов I и II сорта. Для культур сосны всех типов леса выявлена тесная связь между максимальным диаметром сучков и таксационным диаметром ствола, аппроксимируемая уравнением прямой (r = 0,811-0,965). С учетом выявленной функциональной зависимости, максимально допустимых стандартом размеров здоровых сучков для лесоматериалов II сорта (10,0 см) сосна достигнет при таксационном диаметре ствола более 48 см, что не всегда является необходимым при целевом выращивании пиловочных бревен и балансов. Основываясь на выявленных закономерностях, представляется возможным по данным перечета деревьев по диаметру определять максимальный диаметр у основания сучков, и тем самым, устанавливать сорт лесоматериалов по этому признаку.

Отмечается формирование большего числа сучков на 1 п./м ствола в сосняках лишайниковых в сравнении с сосняками зеленомошной группы, как в посевах, так и в посадках. Связь таксационного диаметра ствола и среднего количества сучков на 1 п./м в рассмотренных типах леса слабая (з < 0,5), но, тем не менее, отражает обратную зависимость между показателями. Зависимость между количеством сучков и высотой ствола аппроксимируется уравнением параболы третьего порядка при высокой корреляции (з = 0,900-0,990).

Вышесказанное является свидетельством того, что в высокопродуктивных типах леса формируются сучки больших диаметров при меньшем их количестве на единице длины ствола, в сравнении с низкопродуктивными. Наиболее информативным показателем в этом случае следует считать площадь поперечного сечения у основания сучков на 1 п./м ствола. Отмечается преимущество по среднему значению показателя в сосняках черничных, что свидетельствует об относительно худшем качестве древесного сырья по признаку сучковатости в этом типе леса.

Выявлено достоверное преимущество по средней протяженности бессучковой зоны стволов сосны всех типов леса зеленомошной группы над сосняками лишайниковыми в посадках (t_факт. ? 2,1 при t_0,05 = 2,0) и посевах (t_факт. ? 3,4 при t_0,01 = 2,7). Таксационный диаметр ствола не оказывает существенного влияния на протяженность бессучковой зоны, для культивируемой сосны характерна слабая связь между показателями (з = 0,10 - 0,40).

Среди других пороков, характерных для культур сосны на данном этапе онтогенеза, отмечены закомелистость и сбежистость стволов. Эти пороки регламентированы ГОСТ 2140-81, однако они не являются сортообразующими (по ГОСТ 9463-88).

Отношение диаметра ствола в комле к диаметру ствола на высоте 1 м для рассмотренных типов леса составляет в среднем 1,2-1,3. Различия между средними значениями показателя по типам леса не являются достоверными (t_факт. ? 1,1 при t_0,05 = 2,0), однако наметилось некоторое его увеличение при ухудшении условий местопроизрастания. Число стволов с наличием закомелистости, расцениваемой как порок, достигает по типам леса 77-100%. Абсолютное доминирование негативного показателя отмечено в брусничном типе леса. Связь между таксационным диаметром ствола и величиной закомелистости в культурах слабая (з = от -0,013 до +0,08).

Для стволов сосны в посадках зеленомошной группы типов леса характерен меньший средний сбег деловой части (0,70-0,76 см/м), чем в сосняках лишайниковых (1,03 см/м), что подтверждается статистически (t_факт. ? 2,3 при t_0,05 = 2,0). В посевах сосны различия между выборочными средними доказаны для брусничного и черничного типов леса (t_факт. = 2,3 при t_0,05 = 2,0) при абсолютном преимуществе в последнем случае (0,74 против 0,65 см/м). Рассматривая изменчивость показателя в разрезе ступеней толщины по типам леса, отчетливо проявляется значительная сбежистость стволов в лишайниковом типе леса. Средний сбег возрастает при увеличении таксационного диаметра ствола, связь между показателями аппроксимируется уравнением прямой при высокой корреляции (r = 0,741-0,972). Среднее число стволов с наличием порока в посадках и посевах соответственно составило: сосняк черничный 12 и 1%, брусничный 1 и 3%, лишайниковый 35 и 3%. В сосняках кисличных стволы с пороком не отмечены.

В посадках сосны зеленомошной группы типов леса формируется наиболее широкослойная древесина в сравнении с сосняками лишайниковыми (t_факт. ? 3,6 при t_0,001 = 3,5). Для посевных культур существенных различий в выборочных средних значениях не выявлено (t_факт. = 1,0 при t_0,05 = 2,0), однако наметилась тенденция к увеличению показателя при улучшении лесорастительных условий (табл. 6).

Таблица 6 - Физико-механические показатели древесины сосны в культурах по типам леса

В посадках сосны черничного и брусничного типов леса доля поздней древесины существенно выше, чем в сосняках лишайниковых (t_факт. ? 2,4 при t_0,05 = 2,0). Достоверных различий в выборочных средних значениях по типам леса в посевах не выявлено (t_факт. = 0,2 - 0,8 при t_0,05 = 2,0), хотя также наметилось увеличение показателя при улучшении условий роста. Абсолютное доминирование по содержанию поздних зон в годичных слоях наблюдается в сосняке черничном.

Значения плотности древесины сосны указывают на некоторое преимущество показателя в черничном типе леса. Однако, достоверность различий между выборочными средними по типам леса не подтверждается статистически (t_факт. = 0,01- 0,9 при t_0,05 = 2,0), за исключением сосны в посадках черничного и брусничного типов леса (t_факт. = 3,5 при t_0,01 = 2,7). Отмечается положительная прямолинейная зависимость между процентным содержанием поздней зоны и плотностью древесины сосны в культурах (r = 0,615-0,749).

В посадках сосны кисличного и черничного типов леса южной подзоны тайги отмечены наибольшие значения комплексного показателя качества по пиловочнику и балансам (K_q = 0,970-0,991), насаждения характеризуются высокой качественной продуктивностью (табл. 7). Высокие значения и относительное равенство комплексных показателей по пиловочнику и балансам позволяет ориентировать процесс целевого выращивания высококачественной древесины в указанных лесорастительных условиях на эти виды сортиментов. В брусничном типе леса насаждения соответствуют высокому уровню качества по балансам и среднему уровню по пиловочнику, в лишайниковом типе леса - среднему и низкому уровню качества соответственно. В связи с этим, условия брусничного и лишайникового типов следует рекомендовать для целевого выращивания балансовой древесины сосны высокого качества.

Таблица 7 - Комплексные показатели качества древесины сосны в культурах по типам леса

В посевах черничного и брусничного типов леса северной подзоны тайги насаждения соответствуют высокому уровню качества по балансам, среднему уровню - по пиловочнику. Целесообразно ориентировать процесс выращивания в таких лесорастительных условиях на получение высококачественных балансов, не исключая целевое выращивание пиловочника. В силу предельно низкого значения комплексного показателя по пиловочнику в лишайниковом типе леса (K_q = 0,693), рекомендуется использовать такие лесорастительные условия для целевого выращивания балансов.

6. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ СОЗДАНИЯ И ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУР НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДРЕВЕСИНЫ

Правильное и научно-обоснованное управленческое решение вопросов выбора способа лесовосстановления, приема обработки почвы, метода создания культур, ассортимента выращиваемых древесных пород, густоты посадки и посева является залогом успешного воспроизводства лесов. Их решение, как правило, базируется на лесоводственно-биологическом подходе. В рамках нашего исследования апробирован экономико-квалиметрический подход, в основу которого положено определение качества древесного сырья, как категории технической (квалиметрической), так и экономической (качество как стоимость).

Вопрос выбора древесной породы относится к числу важнейших элементов всего процесса воспроизводства древесных ресурсов. Большое внимание ему уделяли классики отечественного лесоводства: Г.Ф. Морозов, В.Д. Огиевский, И.С. Мелехов, М.Е. Ткаченко и др. Особое развитие проблема получила в последнее время в связи с внедрением плантационного лесовыращивания (Шутов и др., 1984, 2007; Мошкалев, Поюровская, 1986 и др.). Квалиметрический анализ древесного сырья, выполненный нами на основе обобщения материалов исследований 37 участков культур сосны и ели зеленомошной группы типов леса подзоны средней и южной тайги, показал, что, произрастая в условиях своего эдафического оптимума, сосна и ель существенно не различается по средней ширине годичного слоя, толщине сучков и их количеству на погонном метре ствола. Однако, в силу биологических особенностей вида, сосна существенно превосходит ель по содержанию поздних зон в годичных слоях, плотности древесины и протяженности бессучковой зоны (табл. 9).

Таблица 9 - Показатели качества древесины сосны (числитель) и ели (знаменатель) в средневозрастных культурах зеленомошной группы типов леса подзоны средней и южной тайги

* Табличный критерий Стьюдента при уровне 95% составляет 2,0.

Таким образом, целевое выращивание сортиментов, плотность древесины и протяженность бессучковой части ствола для которых выступают в роли лимитирующих показателей, целесообразно ориентировать на сосну в оптимальных для ее произрастания эдафических условиях. Древесина ели, в отличие от древесины сосны, характеризуется относительной стабильностью показателей макростроения и плотности. При необходимости получения целевых сортиментов с однородным строением древесины в указанных лесорастительных условиях следует рекомендовать выращивание ели.

С учетом требований ГОСТ 9463-88 в культурах сосны и ели на данном этапе их развития возможно получение лесоматериалов I и II сорта. Результаты корреляционно-регрессионного анализа подтверждают сделанные ранее выводы о тесной взаимосвязи таксационного диаметра ствола (у, см) и максимального диаметра у основания сучков (х, см) у сосны (у = 0,820+0,169х, r = 0,751), и свидетельствуют о подобной связи между показателями у ели (у = 1,159+0,072х, r = 0,758).

Учитывая неразрывную связь биологических свойств древесных пород с почвенно-гидрологическими условиями, практический интерес представляет изучение их аутэкологических особенностей. Отмечается, что сосна, произрастая на тяжелосуглинистых, т.н. «еловых», почвах, может формировать насаждения высокой качественной продуктивности по балансам (K_q = 0,958). Проведенные исследования свидетельствует о возможности целевого выращивания древесины сосны на тяжелосуглинистых почвах без снижения качества древесины, что позволяет лесоводам расширить ее синэкологический ареал.

Культивирование ели на тяжелосуглинистых почвах к возрасту технической спелости на балансы (50 лет), в отличие от сосны, позволяет сформировать насаждение на 20% большей балансовой продуктивности и тем самым увеличить эффективность лесокультурного производства (табл. 10).

Таблица 10 - Балансовая продуктивность и стоимость сульфатной целлюлозы в культурах сосны и ели в возрасте технической спелости

* Стоимость 1 тонны целлюлозы принята по данным Р.Б. Федорова, О.И. Полубояринова (1990) для условий Вологодской области и насаждений соответствующего класса бонитета. Очевидно, что приведенные в таблице ценовые значения, действовавшие ранее, не в полной мере отражают настоящую действительность. Постоянные изменения в экономике страны, несомненно, требуют корректировки стоимости целлюлозы. Однако полагаем, что в настоящее время корректно использование соотношения указанных значений, не претерпевшее существенных изменений.

Все выше сказанное позволяет рекомендовать для целевого выращивания балансов за короткий оборот рубки в рассматриваемых лесорастительных условиях древесину ели.

Наряду с выбором древесных пород для целевого выращивания, научно-обоснованных управленческих решений требует проблема оптимизации породного состава древостоя. Созданием смешанных культур лесоводы стремились разрешить эту проблему. Определенный опыт по изучению роста и продуктивности смешанных культур имеется в условиях рассматриваемого региона (Ипатов, Овчинникова, 1972; Ипатов, 1974; Прокопьев, 1984; Бабич, Гаевский, Конюшатов, 2000; Конюшатов, Прохоров, Евдокимов, 2002 и др.).

При исследовании монокультур сосны, ели и смешанных сосново-еловых культур (-Е-СС-Е-СС-) в условиях средней подзоны тайги (А - 62 года, N - 4,8 тыс. шт./га, тип лесорастительных условий - кисличный) отмечено превосходство на 37-88% в общем запасе стволовой древесины последних. В чистых культурах сосны и смешанных культурах первый ярус образует сосна (I_a и I класс бонитета), в культурах ели - береза и осина естественного происхождения (I_a и I класс бонитета). Ель на всех участках находится во втором ярусе и характеризуется III классом бонитета.

В результате исследований не выявлено отрицательного влияния смешения сосны и ели на показатели макростроения и плотности древесины (табл. 11).

Таблица 11 - Средние показатели макростроения и плотности древесины в чистых и смешанных культурах

*Табличный критерий Стьюдента при доверительном уровне 95% равен 1,98.

Балансовая продуктивность смешанных культур на момент исследований составляет в среднем 56 т/га, в то время как для монокультур сосны и ели - лишь 17,9 и 19,4 т/га соответственно. Исследования указывают на возможность создания в рассматриваемых лесорастительных условиях смешанных сосново-еловых культур, что не снижает качества древесины и позволяет повысить балансовую продуктивность насаждений.

Вопрос приоритета в выборе метода создания лесных культур с учетом сохранности, роста и древесной продуктивности насаждений широко освещен в лесоводственной литературе (Тюрмер, 1891; Патранин, 1958; Пигарев, Непогодьева, Ещеркина, 1967; Ипатов, 1974; Прокопьев, 1984; Сунгуров, Пигарев, Козловский, 1985; Поляков, Ипатов, Успенский, 1986; Бабич, Гаевский, Конюшатов, 2000; Мерзленко, Бабич, 2002; Бабич, Евдокимов, Неволин, 2008 и др.). Отмечается, что посев и посадка имеют определенные достоинства и недостатки. Эффективность применения того или иного метода обусловлена лесорастительной зоной, типом леса и вырубки, лесоводственными свойствами древесных пород, целевым назначением культур.

Экономико-квалиметрический анализ насаждений выполнен на примере культур сосны в условиях кисличного и черничного типов леса средней и южной подзоны тайги, созданных посевом местных семян и посадкой 2-летних сеянцев. Отмечается достоверное преимущество по числу сучков на 1 п./м ствола в посадках в сравнении с посевами (t_факт. = 33,6 при t_0,001 = 3,3), сила влияния метода создания культур на число сучков значительна (з² = 0,58, F = 313,9 при F_0,05 = 3,9). Протяженность бессучковой зоны, как в посевах, так и в посадках, составляет в среднем 0,4 м, средний и максимальный диаметр у основания сучков 1,9 и 4,0 см соответственно. Площадь поперечного сечения сучков в посадках составляет 35,8 см²/м, в посевах - 22,7 см²/м, что позволяет считать посадки менее качественными по признаку сучковатости. Подтверждается наличие ранее выявленной нами тесной взаимосвязи между таксационным диаметром ствола (х, см) и средней толщиной сучков (у, см). Для сосны в посадках эта связь выражается уравнением: у = 1,030+0,052х (r = 0,866±0,07), в посевах: у = 0,117+0,004х (r = 0,946±0,02). Независимо от метода создания к настоящему времени в культурах сформировалось древесное сырье I и II сорта (по ГОСТ 9463-88).

Отмечается преимущество в 1,5 раза по средней ширине годичного слоя у сосны в посадках в сравнении с посевами (t_факт. = 5,7 при t_0,001 = 3,3) и отсутствие различий в выборочных средних значениях доли поздних зон и плотности древесины (t_факт. = 1,4 при t_0,05 = 2,0). Выявлена существенная вариабельность значений показателей макростроения древесины у сосны в посадках в отличие от посевов, что является свидетельством существенной подверженности воздействию условий внутренней и внешней среды сосны в посадках. Особенности строения древесины сосны, формирующейся в посевах и посадках, должны учитываться при целевом выращивании специальных видов сортиментов.

Для сосны в посевах и посадках отмечается тесная связь между плотностью (х, г/см³) и пределом прочности древесины при сжатии вдоль волокон (у, МПа), аппроксимируемая уравнением прямой (для посевов: у = 96,5х-4,0, r = 0,952±0,009; для посадок: у = 109,3х - 13,5, r = 0,854±0,027).

Расчет комплексных показателей качества по сосновым балансам в посевах и посадках свидетельствует о высокой качественной продуктивности насаждений (K_q = 0,963-1,000), что не исключает возможности использование того или иного метода при создании культур. В тоже время балансовая продуктивность в посадках сосны достигает 59,6 т/га, в посевах - лишь 36,0 т/га. Этот факт дает возможность рекомендовать в указанных лесорастительных условиях в качестве метода создания культур посадку, что позволит выращивать насаждения высокой качественной и балансовой продуктивности.

Аналогичные выводы сделаны по материалам исследований культур ели в условиях кисличного типа леса южной подзоны тайги. Комплексный показатель качества для посадок и посевов составил 0,964-1,000, что соответствует высокому уровню качества насаждений. В тоже время балансовая продуктивность посадок ели в возрасте технической спелости на балансы (50 лет) достигает 34,0 т/га, что в 1,4 раза больше, чем в посевах.

Таким образом, создание культур при целевом выращивании сосны и ели на балансы в указанных условиях местопроизрастания может осуществляться методом посадки или посева, что существенно не отразиться на качественной продуктивности насаждений. Однако создание культур методом посадки способствует повышению балансовой продуктивности насаждений и тем самым повышает эффективность лесокультурного производства.

Плантационная форма ведения лесного хозяйства в недавнем прошлом имела широкое развитие в регионе в связи с дефицитом древесного сырья для целлюлозно-бумажной промышленности. За период с 1981 по 1995 г. заложено более 2 тыс. га плантационных культур ели. Требования к качеству получаемой на плантациях древесины не могут быть оставлены в пренебрежении (Шутов, Маркова, Омельяненко, 2007).

Строение и плотность древесины в плантациях рассмотрены на примере культур ели (южная подзона тайги, А - 20 лет, тип лесорастительных условий - черничный), целью закладки которых являлось создание постоянной лесосырьевой базы для Сокольского ЦБК. В качестве рабочей гипотезы нами выдвигалось предположение о форсированном росте ели, что могло неоднозначно отразиться на качестве ее древесины.

Средняя ширина годичного слоя изменяется в пределах 1,5 до 2,1 мм (табл. 12). Ранее проведенные исследования ели в обычных культурах свидетельствуют о возможности формирования в аналогичных лесорастительных условиях древесины со средней шириной годичного слоя до 2,5 мм. Тем самым опровергается гипотеза о формировании на рассматриваемых плантациях древесины с широкими годичными слоями. При таком годичном приросте ель достигнет целевого диаметра балансов (22 см) лишь в возрасте 64-82 лет.

Таблица 12 - Макроструктура и плотность древесины ели в плантационных культурах

Содержание поздней древесины в годичных слоях ели изменяется в пределах 13,1-18,2% (в среднем 15,7%), что согласуется с обобщающими данными И.В. Шутова, И.А. Марковой, А.Я. Омельяненко и др. (2007) по плантационным культурам ели в возрасте до 30 лет.

Известно, что целлюлозно-бумажная промышленность ранее предъявляла определенные требования к плотности поставляемого сырья, для переработки использовались балансы ели с базисной плотностью 346-395 кг/м³. Полученные в ходе наших исследований значения базисной плотности не во всех случаях укладываются в указанные выше пределы. Вследствие формирования древесины ели пониженной плотности возможно уменьшение выхода целлюлозы при ее переработке, что не может в полной мере отвечать основополагающим принципам плантационного лесовыращивания.

Вопрос выбора способа лесовосстановления с позиции качества формирующейся древесины до сих пор оставался открытым. Анализ полученных в ходе наших исследований данных позволяет выполнить сравнительную оценку качества древесины в древостоях естественного и искусственного происхождения (табл. 13).

Отмечается преимущество в 1,7 раза для сосны и в 2,0 раза для ели по средней ширине годичных слоев в культурах. По содержанию поздних зон различия не столь убедительны, хотя в культурценозах наметилось некоторое превосходство. Отмечается снижение плотности древесины сосны и ели в культурценозах в среднем на 11% и прочности при сжатии вдоль волокон на 18, 1 и 21,5% соответственно.

Таблица 13 - Средние показатели строения и физико-механических свойств древесины сосны (числитель) и ели (знаменатель) в древостоях естественного и искусственного происхождения Европейского Севера

Полученные в ходе исследований значения показателей макростроения, плотности и прочности древесины культивируемой в условиях Европейского Севера сосны и ели могут служить дополнением к существующим таблицам стандартных справочных данных (РТМ, 1962; ГСССД 69-84).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных научных исследований по рассматриваемой проблеме сформулированы следующие концептуальные выводы и рекомендации.

Повышение качества древесины является приоритетной задачей процесса воспроизводства древесных ресурсов. Ее своевременное, научно-обоснованное решение обеспечит конкурентоспособность российских лесоматериалов и позволит рационально интегрировать лесной сектор национальный экономики в мировое пространство.

Фундаментальной основой процесса формирования древесины высококвалитетного уровня являются знания наследуемости ее свойств, базирующиеся на материалах феногенетического анализа. Для древесины сосны генетически обусловленными следует считать содержание поздних зон в годичных слоях (Н² = 0,98), плотность древесины (Н² = 0,77), диаметр у основания сучков (Н² = 0,97) и протяженность бессучковой зоны (Н² = 0,91), для древесины ели - долю поздних зон в годичных слоях (Н² = 0,92). Отбор материнских продуцентов рекомендуется производить с учетом указанных признаков.

Для культур сосны, созданных в условиях черничного типа леса местными (средняя подзона тайги, Верхнедвинской лесосеменной район, южноархангельский подрайон) и инорайонными (северная подзона тайги, Двинско-мезенский лесосеменной район, нижнедвинский подрайон) семенами, комплексный показатель качества древесины составил по пиловочнику 0,865 и 0,882, по балансам - 0,935 и 0,942 соответственно, что отвечает среднему уровню качественной продуктивности насаждений. Следует считать возможным перемещение инорайонных семян в пределах указанных границ и типов леса, что не вызовет снижения качества древесины. Для древесины сосны Онежского происхождения характерно абсолютное доминирование комплексного показателя качества по пиловочным бревнам, Верхне-Тоемского происхождения - по балансам, что позволяет рекомендовать для использования в соответствующих лесорастительных условиях семена из указанных районов с целью повышения качественной продуктивности насаждений.

Для географических культур сосны обыкновенной, заложенных Иркутскими семенами (Нижнеенисейский лесосеменной район) в условиях черничного типа леса средней подзоны тайги Архангельской области (Верхнедвинской лесосеменной район), также как и для местного климатипа, характерно формирование насаждений высокой качественной продуктивности по пиловочнику (K_q = 0,971) и балансам (K_q = 0,990). Использования Иркутских семян сосны для создания лесных культур в указанных географо-типологических условиях не снижает качественной продуктивности насаждений.

При меридиальном продвижение в южном направлении на расстояние 120 км (?1°) наблюдается увеличение средней ширины годичного слоя для сосны на 37, для ели - на 47%, содержания поздних зон - на 3 и 4%, плотности древесины - на 2 и 1% соответственно. Рекомендуется создание целевых лесных культур в более южных районах относительно мест переработки древесного сырья, что будет способствовать получению дополнительного радиального прироста древесины без снижения ее плотности.

В посадках сосны кисличного и черничного типов леса южной подзоны тайги формируются насаждения высокой качественной продуктивности по пиловочнику и балансам (K_q = 0,970-0,991), рекомендуется ориентировать процесс целевого выращивания высококачественной древесины в указанных лесорастительных условиях на эти виды сортиментов. В условиях брусничного типа леса насаждения соответствуют высокому уровню качества по балансам (K_q = 0,956) и среднему уровню по пиловочнику (K_q = 0,873), в лишайниковом типе леса - среднему (K_q = 0,907) и низкому уровню качества (K_q = 0,809) соответственно. Условия брусничного и лишайникового типов следует рекомендовать для целевого выращивания балансовой древесины сосны высокого качества.

В посевах черничного и брусничного типов леса северной подзоны тайги насаждения сосны соответствуют высокому уровню качества по балансам (K_q составил 0,969 и 0,987 соответственно), среднему уровню - по пиловочнику (K_q = 0,941 и 0,924). В таких лесорастительных условиях процесс лесовыращивания целесообразно ориентировать на получение высококачественных балансов, не исключая целевое выращивание пиловочника. В силу предельно низкого значения комплексного показателя по пиловочнику в лишайниковом типе леса (K_q = 0,693), рекомендуется использовать такие лесорастительные условия для целевого выращивания балансов (K_q = 0,904).

Сосна и ель при произрастании в условиях своего эдафического оптимума, существенно не различается по средней ширине годичного слоя, толщине сучков и их количеству на погонном метре ствола. В силу биологических особенностей вида, сосна превосходит ель по содержанию поздних зон в годичных слоях в 1,2, плотности древесины в 1,1 и протяженности бессучковой зоны в 3 раза. Древесина ели, в отличие от сосны, характеризуется относительной стабильностью показателей макростроения и плотности. В оптимальных эдафических условиях роста целевое выращивание сортиментов, плотность древесины и протяженность бессучковой части ствола для которых, выступают в роли лимитирующих показателей, целесообразно ориентировать на сосну, для получения целевых сортиментов с однородным строением и плотностью древесины - на ель.

Сосна, произрастая на тяжелосуглинистых почвах, формирует древесину с характерной для нее плотностью и образует насаждения высокой качественной продуктивности по балансам (K_q = 0,958), что позволяет расширить фактический (синэкологический) ареал этой породы без снижения качества древесины. Балансовая продуктивность культур ели к возрасту технической спелости (50 лет) достигает в среднем 59 т/га, культур сосны - 48 т/га. С целью получения балансов за короткий оборот рубки в указанных эдафических условиях процесс лесовыращивания целесообразно ориентировать на ель, что позволит сформировать к возрасту технической спелости насаждения на 20% большей балансовой продуктивности.

Выращивание сосны в смешении с елью (-Е-СС-Е-СС-) в условиях кисличного типа леса средней подзоны тайги не оказывает отрицательного влияния на показатели макростроения и плотности древесины культивируемых пород. В 62-летнем возрасте насаждений балансовая продуктивность смешанных культур составляет в среднем 56 т/га, монокультур сосны и ели - 17,9 и 19,4 т/га соответственно. При ориентации процесса целевого лесовыращивания на балансы в указанных лесорастительных условиях рекомендуется создавать смешанные сосново-еловых культуры, что не вызовет снижения плотности древесины и позволит повысить балансовую продуктивность насаждений.

В культурах сосны кисличного и черничного типов леса средней и южной подзоны тайги, созданных посевом семян и посадкой сеянцев, формируются насаждения высокой качественной продуктивности по балансам (K_q = 0,963-1,000). В 70-летнем возрасте насаждений балансовая продуктивность в посадках сосны достигает в среднем 60, в посевах - 36 т/га. Комплексный показатель качества древесины в посадках и посевах ели кисличного типа леса изменяется в пределах 0,964-1,000, что соответствует высокому уровню качества насаждений. Балансовая продуктивность посадок ели в возрасте технической спелости на балансы (50 лет) достигает 34, в посевах - 25 т/га. Для повышения балансовой продуктивности насаждений лесные культуры следует создавать методом посадки.

Основным сортообразующим пороком древесины в средневозрастных культурах сосны и ели являются здоровые сучки. С учетом требований ГОСТ 9463-88 в культурценозах сосны зеленомошной и лишайниковой групп типов леса и ели зеленомошной группы типов леса, рассмотренного диапазона густоты (посадки: 2,5 - 4,0 тыс. шт./га; посевы: 2,5-6,5 тыс. п./м га) формируется древесное сырье I - II сорта по признакам сучковатости. Изменение густоты культур в указанных границах существенно не влияет на сортность лесоматериалов.

Сосна и ель в средневозрастных культурах характеризуется следующими усредненными значениями показателей строения и физико-механических свойств древесины соответственно: ширина годичного слоя - 1,5 и 2,0 мм, содержание поздних зон в годичных слоях - 29 и 24%, плотность при нормализованной влажности - 490 и 420 кг/м³, предел прочности при сжатии вдоль волокон - 43 и 39 МПа. При превосходстве культивируемой сосны и ели на 67 и 100% по средней ширине годичного слоя, их древесина характеризуется в среднем на 11% меньшими показателями плотности в сравнении с насаждениями естественного происхождения.

Полученные в ходе исследований результаты, сформулированные выводы и рекомендации, могут служить основой для разработки программ целевого выращивания насаждений высокой качественной продуктивности в условиях таежной зоны Европейской части России.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Учебные пособия и монографии

1. Мелехов, В.И. Качественные характеристики древесины сосны в культурах: учебное пособие для вузов [Текст] / В.И. Мелехов, Н.А. Бабич, С.А. Корчагов // Архангельск: изд-во АГТУ. 2005. - 116 с.

2. Мелехов, В.И. Качество древесины сосны в культурах [Текст] / В.И. Мелехов, Н.А. Бабич, С.А. Корчагов // Архангельск: изд-во АГТУ. 2003. - 110 с.

3. Корчагов, С.А. Продукционный процесс и структура деревьев, древесин и древостоев [Деп. в ВИНИТИ] / Ю.А. Гопиус, Е.В. Казанцева, В.В. Коровин, С.А. Корчагов // М.: РАН, институт лесоведения. 2006. - 165 с.

Публикации в изданиях по перечню ВАК

4. Корчагов, С.А. Влияние рубок ухода, внесения удобрений и их комплексного использования на свойства древесины сосны в культурах [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Н.А. Клюквина, Ю.М. Авдеев, Р.В. Щекалев // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2009. - № 1 (64). - С. 95-99.

5. Мелехов, В.И. Физико-механические свойства древесины сосны в посадках по типам леса [Текст] / В.И. Мелехов, Н.А. Бабич, С.А. Корчагов, С.Е. Грибов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2007. - № 180. - С. 14-19.

6. Корчагов, С.А. Качество древесины ели в культурах, созданных по разным технологиям [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2009. - №2. - С. 134-137.

7. Корчагов, С.А. Повышение эффективности лесопользования в низкопродуктивных типах леса Вологодской области [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Ю.М. Авдеев, В.И. Мелехов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2009. - №188. - С. 17-21.

8. Конюшатов, О.А. Новая книга о фитомассе лесов [Текст] / О.А. Конюшатов, С.А. Корчагов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2005. - №4. - С. 147-148.

9. Корчагов, С.А. Сравнительная характеристика физико-механических свойств древесины сосны в посадках по типам леса [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Н.А. Клюквина // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2007. - №5. - С. 54-57.

10. Бабич, Н.А. Современный учебник профессора Б.Н. Уголева [Текст] / Н.А. Бабич, С.А. Корчагов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2008. - № 3. - С. 145.

11. Корчагов, С.А. Влияние лесных пожаров на качественные показатели древесины сосны обыкновенной (Pinus silvestris) [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2009. - №4. - С. 24-27.

12. Корчагов, С.А. Влияние удобрений и комплексных уходов на формирование древесины сосны в лесных культурах [Текст] / С.А. Корчагов, В.И. Мелехов // Известия ТСХА. - 2009. - Вып. 2. - С. 64-67.

Публикации в региональных изданиях

13. Корчагов, С.А. Количественная характеристика сучковатости как оценочный показатель качества древесины [Текст] / С.А. Корчагов, В.И. Мелехов, И.В. Евдокимов, Н.А. Бабич // Экологические проблемы Севера. Межв. сб. научн. трудов. - 2002. - Вып. 3. - С.60-62.

14. Корчагов С.А. Качество древесины сосны в культурах в связи с типами леса [Текст] / С.А. Корчагов // Экологические и биологические вопросы сельского и лесного хозяйства. Труды ВГМХА. Вологда - Молочное: ВГМХА. - 2001. - С.86-90.

15. Корчагов, С.А. Влияние условий местопроизрастания на качество древесины сосны в культурах [Текст] / С.А. Корчагов // Молодые ученые Поморья. Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых «Ломоносова достойные потомки». - Архангельск, 2001. - С. 26-27.

16. Корчагов, С.А. Форма древесных стволов в посевах в связи с типами леса [Текст] / С.А. Корчагов // Экологические проблемы Севера. Межв. сб. научн. трудов. - 2002. - Вып. 5. - С. 91-92.

17. Корчагов, С.А. Качество древесины хвойных пород на Европейском Севере [Текст] / С.А. Корчагов, О.А. Конюшатов, С.А. Коробицын // Проблемы лесного комплекса России в переходный период развития экономики: материалы Всероссийской научно-технической конференции 3-6 декабря 2002 г. - Вологда: ВоГТУ, 2003. - С. 8-10.

18. Корчагов, С.А. К вопросу о качестве географических культур сосны обыкновенной Архангельской области [Текст] / С.А. Корчагов // Вопросы совершенствования полевого кормопроизводства и технология выращивания лесных культур: материалы юбилейной научно-практической конференции, посвященной 60-летию факультета агрономии лесного хозяйства ВГМХА. Вологда - Молочное, 2003. - С. 91-94.

19. Корчагов, С.А. Фенотипические показатели качества древесины сосны в географических культурах [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов // Проблемы лесного комплекса России в переходный период развития экономики: материалы Всероссийской научно-технической конференции 2-4 декабря 2003 г. - Вологда: ВоГТУ, 2004. - С. 87-89.

20. Грибов, С.Е. Сравнительная характеристика фенотипических показателей качества в сосновых древостоях различного происхождения [Текст] / С.Е. Грибов, С.А. Корчагов // Эффективные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Сборник трудов, посвященный 100-летию со дня рождения профессора, ректора ВМИ В.В. Сливко. Вологда - Молочное, 2004. - С. 64-67.

21. Грибов, С.Е. Сравнительная характеристика фенотипических показателей качества культур сосны в различных типах леса [Текст] / С.Е. Грибов, В.А. Маринов, С.А. Корчагов, Е.Н. Зубова // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции 29 ноября - 2 декабря 2004 г. - Вологда: ВоГТУ, 2005. - С. 25-27.

22. Корчагов, С.А. Качественная оценка географических культур Pinus silvestris L. в Архангельской области [Текст] / С.А. Корчагов, В.А. Маринов, Р.В. Щекалев // Актуальные проблемы лесного комплекса. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. - Брянск: БГИТА, 2006. Вып. 15. - С. 32-34.

23. Корчагов, С.А. Влияние условий местопроизрастания на качество древесины сосны в культурах [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Р.В. Щекалёв // Актуальные проблемы лесного комплекса. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. - Брянск: БГИТА, 2006. Вып. 15. - С. 93-95.

24. Корчагов, С.А. Влияние подсочки на качественные показатели древесины сосны [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Н.А. Клюквина, В.А. Алтынов // Лесопользование и гидролесомелиорация: Материалы Всероссийского симпозиума. - СПб. - Вологда: СевНИИЛХ, 2007, - Ч. 1. - С. 102-106.

25. Корчагов, С.А. Сравнительная характеристика фенотипических показателей качества в посадках сосны по типам леса [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, В.А. Маринов // Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: материалы международной научной конференции. Йошкар-Ола. 2005. - С. 30-33.

26. Корчагов, С.А. Качественная оценка внутривидовых форм ели на лесосеменной плантации Вологодского лесхоза [Текст] / С.А. Корчагов, Ю.М. Авдеев, М.А. Власов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции 5-7 декабря 2006 г. Вологда: ВоГТУ, 2007. - С. 13-15.

27. Корчагов, С.А. Влияние технологии выращивания культур на формирование древесины ели и ее качество в условиях Кадниковского лесхоза Вологодской области [Текст] / С.А. Корчагов, Н.А. Клюквина, В.В. Мартьянов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы международной научно-технической конференции 5-7 декабря 2006 г. Вологда: ВоГТУ, 2007. -С. 15-18.

28. Авдеев, Ю.М. Влияние густоты древостоя на форму стволов [Текст] / Ю.М. Авдеев, С.А. Корчагов // Научное управление качеством образования. Биологические науки: Сборник трудов ВГМХА по результатам работы научно-практической конференции, посвященной 96-летию академии. Т. 3. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2007. - С. 79-80.

29. Клюквина, Н.А. К истории изучения вопроса о влиянии лесохозяйственных мероприятий на качественные показатели древесины [Текст] / Н.А. Клюквина, С.А. Корчагов // Научное управление качеством образования. Биологические науки: Сборник трудов ВГМХА по результатам работы научно-практической конференции, посвященной 96-летию академии. Т. 3. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2007. - С. 82-86.

30. Хамитов, Р.С. Состояние лесосеменной базы в Вологодской области [Текст] / Р.С. Хамитов, С.А. Корчагов // Экологические проблемы Севера. Межвузовский сборник научных трудов. Архангельск: АГТУ, 2005. Вып. 8. - С. 60-62.

31. Маринов, В.А. Влияние лесорастительных условий на форму древесного ствола в культурах сосны [Текст] / В.А. Маринов, Ю.М. Авдеев, С.А. Корчагов // Научное управление качеством образования. Биологические науки: Сборник трудов ВГМХА по результатам работы научно-практической конференции, посвященной 96-летию академии. Т. 3. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2007. - С. 86-89.

32. Корчагов, С.А. К вопросу о качестве древесины сосны послеподсочного происхождения в Вологодской области [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов // Повышение производительности и эффективности использования лесов на осушенных землях: материалы международного совещания. СПб: СПбНИИЛХ. 2008. - С. 209-212.

33. Авдеев, Ю.М. Влияние состава насаждений на сучковатость сосны в культурах [Текст] / Ю.М. Авдеев, Н.А. Клюквина, С.А. Корчагов, Р.С. Хамитов // Аграрная наука - сельскохозяйственному производству. Биологические науки: Сборник трудов ВГМХА по результатам научно-практической конференции, посвященной 97-летию академии. Т 3. Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2008. - С. 21-24.

34. Корчагов, С.А. Комплексная оценка качества древесины сосны в географических культурах Архангельской области [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Ю.М. Авдеев, Н.А. Клюквина // Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Вып. 7. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. - С. 43-49.

35. Авдеев, Ю.М. Природные характеристики ели различных форм [Текст] / Ю.М. Авдеев, Н.А. Клюквина, С.А. Корчагов // Проблемы и перспективы развития растениеводства и лесного дела в современных условиях: Сборник материалов юбилейной научно-практической конференции факультета агрономии и лесного хозяйства, посвященной 65-летию факультета и 10-летию специальности «Лесное хозяйство». - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА, 2008. - С. 129-132.

36. Корчагов, С.А. Качество древесины сосны в культурах под влиянием рубок ухода [Текст] / С.А. Корчагов, С.Е. Грибов, Н.А. Клюквина, Ю.М. Авдеев, Р.В. Щекалев // Материалы IX международной научно-технической конференции «Лес - 2008» (10 мая - 10 июня). Брянск: БГИТА, 2008. - С. 20-23.

37. Бабич, Н.А. Влияние изменчивости анатомических элементов на плотность и прочность древесины сосны в культурах [Текст] / Н.А. Бабич, В.И. Мелехов, А.М. Антонов, Д.Ю. Коновалов, С.А. Корчагов, Д.Е. Чалых // Современные проблемы теории и практики лесного хозяйства. Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора Михаила Даниловича Данилова: сб. статей. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2008. - С. 188-192.

38. Корчагов, С.А. Сучковатость стволов сосны в различных типах леса [Текст] С.А. Корчагов, С.Е. Грибов // Лесохозяйственная информация - 2008. - №10-11. - С. 3-5.

39. Корчагов, С.А. Повышение эффективности использования низкопродуктивных лесов Вологодской области [Текст] / С.А. Корчагов, В.И. Мелехов, С.Е. Грибов // Труды ИЭФ РЭА им. Г.В. Плеханова и ВоГТУ. Материалы международной конференции «Инновационные процессы в экономике региона». М: изд-во Россельхозакадемии. - 2009. - С. 35-39.

40. Корчагов, С.А. Обоснование выбора древесных пород при целевом выращивании сырья для целлюлозно-бумажной промышленности [Текст] / С.А. Корчагов, М.М. Андронова, С.Е. Грибов, О.Ю. Яковлева // Экология промышленного производства. - 2009. - №4. - С. 43-48.