Факторы, приводящие к ослаблению и усыханию хвойных насаждений Европейской части России, и рекомендации по повышению устойчивости древостоев

Размещено на http://www.allbest.ru/

Центр «Рослесозащита», г. Пушкино, Московская область

Факторы, приводящие к ослаблению и усыханию хвойных насаждений Европейской части России, и рекомендации по повышению устойчивости древостоев

С.Ю. Леонтьев

В последние 15…20 лет на северо-западе Европейской части России происходит массовое усыхание основных лесообразующих пород - ели и сосны. С целью установления причин этого явления на протяжении последних восьми лет центром «Рослесозащита» проводится выборочное лесопатологическое обследование на территории Ленинградской, Новгородской, Псковской и Тверской областей объёмом 50…100 тыс. га в год. Автор принимал участие в экспедиционном обследовании в течение последних 6 лет. В результате обследования выявлено, что площадь насаждений с неудовлетворительным состоянием колеблется от 10 до 20% от лесопокрытой площади. Хотя эти цифры относятся к обследованной части лесного фонда, экспертная оценка остальных лесов указывает, что их состояние не отличается от обследованных. Учитывая, что лесной фонд северо-западного экономического района, по данным последнего учета, составляет 6327 тыс. га, можно говорить о потере устойчивости и начавшемся распаде насаждений на площади свыше 1 млн. га. [1,2,3,4] Это может быть началом экологической катастрофы - превращения лесных биогеоценозов данного региона в антропогенные ландшафты наподобие тех, которые уже возникли в более южных областях России или в Западной Европе. [5] санитарный насаждение древостой зараженность

Причины неудовлетворительного санитарного состояния насаждений можно условно разделить на группы: биотические (пораженность древостоев корневыми гнилями, бактериальными и некрозно-раковыми заболеваниями, ветровал, бурелом, внутривидовая конкуренция, перестойность и т.д.), абиотические (переувлажнение, заболачивание, бедные почвы) и антропогенные (лесохозяйственная деятельность, пожары, последствия мелиорации, рекреационная нагрузка).

Влияние биотических факторов. Зараженность древостоев гнилевыми и бактериальными болезнями распространена очень широко, в основном это корневая губка (Fomitopsis annosa), смоляной рак-серянка (Peridermium pini), опёнок осенний (Armillariella mellea), раневой рак и другие виды. Однако зараженность часто является лишь следствием первичного ослабления под воздействием более значимых факторов.

На практике первопричиной массовых усыханий становится периферическая гниль, на что указывает появление опенка, однако в большинстве случаев опенок является следствием, а не причиной. Основной биотической причиной усыхания может являться бактериальное поражение [11]. Бактериоз как первичный агент проявляется в форме сопряженной инфекции при таких болезнях, как корневая губка, голландская болезнь ильмовых, трахеомикоз дуба, эндотиевый рак каштана. В большинстве случаев эти и другие патологии распространяются по следам жизнедеятельности бактериоза. Сам бактериоз как агент, хотя и первичен, но также является внешним фактором по отношению к хозяину и, соответственно, зависит от эндогенного биоритма иммунитета хозяина. Периодические изменения устойчивости насаждений связаны с биологическими особенностями разных пород.

Таким образом, во время снижения иммунной активности деревьев, что совпадает с периодичностью солнца, климатическими и прочими факторами, многократно возрастает вероятность бактериального поражения [6]. При этом иммунитет дерева или группы деревьев может быть подорван антропогенными воздействиями и почвенно-климати-ческими стрессовыми факторами. Этим и объясняются куртинные усыхания ели на изменённых участках почвы («линзах оглеения») [7].

На ели бактериальные повреждения встречаются в виде так называемого раневого рака - на стволах и ветвях и представляет собой характерные для рака разрастания на стволах деревьев размером до 20 см. Подобные раны встречаются и на сосне. Часто раны образуются на месте механических повреждений ствола, солнечных ожогов, повреждения морозом. Для проверки гипотезы о бактериальной природе раневого рака были взяты на бактериальный анализ образцы древесины ели и сосны с усыхающих деревьев на границе живого и мертвого луба. Также образцы были взяты из ран со смолотечением и поражённых ветвей. Лабораторный анализ образцов (2002, 2003, 2004 гг.) выявил наличие бактерий родов Erwinia и Pseudomonas, что подтвердило предположение о бактериозе.

При куртинном усыхании ели и сосны в куртине усыхают все деревья независимо от возраста и часто - деревья других пород. В целом состояние насаждений с выраженными куртинами усыхания хуже насаждений, где усыхание носит диффузный характер. В куртинах усыхания почва имеет более высокую плотность и меньшую пористость. Признаки застойного увлажнения, такие как пятна оглеения, сплошноглеевые горизонты в куртинах усыхания встречаются чаще и на меньшей глубине.

Роль стволовых вредителей в процессе ослабления и усыхания не столь высока, как кажется на первый взгляд. Плотность поселения основных видов стволовых вредителей средняя. Деревья в куртинах усыхания текущего года заселены и отработаны преимущественно короедом типографом (Ips typographus). Причем отмечено заселение деревьев внешне жизнеспособных, которые по состоянию кроны могут быть отнесены к категории «ослабленные» и даже «здоровые». Учитывая наблюдаемое в куртинах усыхание наряду с елью деревьев других пород, нельзя говорить о ведущей роли типографа в куртинном усыхании. Количество куртин с усыханием лиственных пород и сосны составляет до 25 % [1, 2, 3].

Внутривидовая конкуренция в качестве причины неудовлетворительного состояния отмечается в высокополнотных древостоях жерднякового возраста. Значение этого фактора возросло в последние годы в связи с созданием большого количества чистых культур.

Особенности таких причин как перестойность, ветровал и бурелом, в основном полностью отражаются в их названиях. Как правило, за счёт усиленной рубки высокопродуктивных спелых хвойных древостоев происходит накопление в лесном фонде нерентабельных перестойных хвойных насаждений. Так, средний запас на 1 га перестойных древостоев, занимающих 38 % площади эксплуатационных лесов Вологодской области, ниже приспевающих на 54 м³, а средневозрастных - на 6 м³ [8]. Увеличение количества участков перестойных древостоев связано с ограничительным режимом лесопользования в защитных лесах, доля которых все время увеличивается. Зачастую это низкополнотные распадающиеся насаждения, которые нерентабельно разрабатывать.

Влияние абиотических факторов. Бедные почвы в качестве причины ослабления не имеют широкого распространения, а вот переувлажнение и заболачивание отмечаются наиболее часто. Участки заболачивания характерны тем, что текущий отпад не превышает норму, но в то же время имеется значительное количество ослабленных и сильно ослабленных деревьев. Это указывает на продолжение процессов ослабления, и возможно, что в случае неблагоприятных климатических условий процесс активизируется.

Пожары, как правило, охватывают сосновые насаждения. Состояние насаждений после пожара в значительной степени определяется его типом. Влияние беглых низовых пожаров на насаждения незначительно и к сильному ослаблению не приводит. Устойчивые низовые пожары вызывают постепенное ослабление и частичное усыхание деревьев в древостоях в течение нескольких последующих лет.

Комплекс почвенно-климатических факторов, включающий в себя влияние климатических аномалий, ветровальные явления, неблагоприятные почвенные условия, развитие очагов грибных и бактериальных инфекций - одна из основных причин неудовлетворительного состояния насаждений, так как часто невозможно выделить ведущую причину.

Влияние антропогенных факторов. Рубки главного пользования и последующая лесокультурная деятельность резко изменили структуру древостоев. Количество спелых насаждений в настоящее время снизилось за счет переруба лесосеки в наиболее доступных участках высокопроизводительных хвойных древостоев. В то же время наблюдается тенденция увеличения количества участков перестойных древостоев, что связано с ограничительным режимом лесопользования в защитных лесах, доля которых все время увеличивается. Так, в

Республике Карелия площадь спелых и перестойных древостоев сократилась с 61 до 33 %, а площадь хвойных молодняков и средневозрастных насаждений увеличилась, соответственно, с 31 до 60 %. Аналогичная ситуация имеет место и в других многолесных регионах России [8].

После приказа Гослесхоза от 17 августа 1978 г. «Об утверждении оптимальных возрастов рубок главного пользования» возраст рубок главного пользования был снижен на один класс, что привело к значительному уменьшению лесопокрытой площади, и соответственно, к перераспределению влаги и сброса ее с повышенных элементов рельефа на понижения.

Изменение породного состава в пользу хвойных пород по сравнению с лиственными связано с целенаправленной лесохозяйственной деятельностью по увеличению доли хвойных насаждений в структуре лесного фонда. Посадки лесных культур ели и сосны на лиственных вырубках и селекционные рубки ухода в смешанных древостоях привели к изменению и структуры бонитетов древостоев, так как лиственные породы произрастают на более богатых участках и, соответственно, имеют на этих землях более высокий бонитет.

В целом, анализируя изменение породной структуры древостоев, можно отметить увеличение хозяйственной ценности лесов, подтверждаемой возрастанием доли хвойных насаждений. В то же время наблюдается лесопатологическое падение устойчивости искусственных насаждений, что связано с выращиванием чистых древостоев. Кроме повышения балла средневзвешенной категории состояния на таких участках вдвое увеличена пораженность корневой губкой.

Влияние рубок промежуточного пользования на состояние насаждений наиболее негативно, что обусловлено существующими технологиями, которые предусматривают разрубку волоков, применение при трелевке тяжелых гусеничных тракторов и трелевку хлыстами. Разрубка волоков приводит к резкому изменению светового режима. Снижение полноты способствует ветровалу и бурелому деревьев, создает предпосылки для развития смоляного рака. Повреждение корней и корневых лап при трелевке приводит к распространению таких болезней, как корневая губка и опенок.

Установлено, что почти все участки с рубками промежуточного пользования по средневзвешенной категории состояния относятся к «ослабленным», тогда как контрольные со сходной таксационной характеристикой относятся по этому показателю к «здоровым», причем существенно хуже состояние на участках, пройденных рубками промежуточного пользования в последние годы. После проходных рубок наблюдается резкое увеличение пораженности корневой губкой.

Интенсивность будущих усыханий усугубляется и определяется рубками всех видов в весенне-летний сезон, когда распространяются споры бактерий. Все рубки в вегетативный сезон увеличивают фоновую численность бактериальных инфекций. При благоприятных условиях они быстро поражают все насаждения. При рубках в летний период, особенно в жару споры бактерий вместе с испарениями выносятся из слоев древесины свежих пней, порубочных остатков и транспортируемой влажной инфицированной древесины, поднимаясь восходящим воздушным потоком практически на любую высоту. Таким образом, возникает опасность заражения участков, находящихся на большом удалении от источника инфекции. Проводимые в неурочное время рубки являются определяющим фактором биогенного загрязнения окружающей среды [6].

Усугубляет отрицательное влияние лесохозяйственной деятельности слабое развитие дорожной сети, в том числе и лесохозяйственных дорог, качество которых сильно зависит от времени года и погоды. За счет этого лесоэксплуатационная нагрузка распространяется не на всю территорию лесхозов, а только на доступную в транспортном отношении. Кроме того, в связи с недостаточным финансированием лесного хозяйства основным критерием отвода насаждений в рубку ухода и в санитарную рубку является экономическая, а не лесоводческая и лесозащитная целесообразность данных мероприятий, что еще больше ограничивает выбор участков. В итоге рубки ухода проводятся на довольно ограниченной площади высокобонитетных приспевающих и спелых древостоев в сухих и свежих лесах.

В отдельных древостоях, расположенных рядом с железнодорожными станциями, домами отдыха и населёнными пунктами в качестве причины неудовлетворительного состояния отмечается рекреационная нагрузка, вытаптывание и свалки твёрдых отходов.

Гидролесомелиоративные работы проводились в 50-е-80-е годы прошлого века на огромной площади (около 1 млн. га). К гидромелиоративному фонду относились насаждения 5-5а бонитетов на сырых торфянистых и мокрых почвах. В настоящее время мелиоративные работы приостановлены. Сеть лесных каналов заброшена уже почти два десятка лет, часть из них перестала нормально функционировать, часть перегорожена бобрами. Это приводит к заболачиванию и затоплению больших лесных площадей. Влияние мелиорации на состояние древостоев проявляется не только на непосредственно мелиорированных землях, которые сейчас активно заболачиваются, но и отчетливо выражено на возвышенных элементах рельефа, окруженных мелиорированными площадями, где происходит усыхание древостоев от недостаточного увлажнения. Площадь таких возвышенных участков примерно равна площади мелиорации.

В качестве основных рекомендаций по сохранению хвойных насаждений наиболее эффективны следующие лесоводческие мероприятия.

1. Рубки промежуточного пользования в еловых насаждениях следует запретить или, как исключение, проводить только зимой в морозный период. Проведение их ведет к распространению гнилевых и бактериальных болезней [6].

2. В случае необходимости сплошных санитарных рубок на больших площадях они должны быть включены в расчетную лесосеку вместо высоковозрастных древостоев удовлетворительного состояния. После рубок на больших территориях и сведения леса на возвышениях наблюдается процесс повышения уровня грунтовых вод, что приводит к заболачиванию, поэтому к рубкам на больших площадях следует относиться с большой осторожностью.

3. Для сохранения лесных насаждений следует полностью запретить все рубки, в том числе и рубки ухода в молодняках, в безморозный период, то есть все рубки должны производиться только зимой.

4. Как показывают результаты почвенных исследований [7], на территории спелого елового выдела после его рубки нельзя повторно сажать еловые культуры, так как за время жизни елового биогеоценоза в почве наступили изменения, препятствующие дальнейшему росту ели. В природных сукцессиях на месте старого ельника происходит смена породы - на березняк или осинник. Лиственные породы за время существования этого биогеоценоза обогащают почву лиственным опадом и корневой системой разрушают в течение 80-100 лет линзы оглеения, созданные елью [9, 10]. К моменту естественного распада лиственного древостоя почва выдела уже готова к естественной смене пород - на ель, которая начинает расти под пологом верхнего яруса лиственных пород примерно через 40-60 лет после образования березняка или осинника.

5. Расстроенные насаждения следует вырубать узколесосечным способом, оставляя семенные деревья и ориентируясь исключительно на естественное возобновление. Основным методом борьбы со стволовыми вредителями является своевременное выявление расстроенных насаждений и их вырубка.

6. Нужно отказаться от создания лесных культур там, где есть хоть какое-то естественное возобновление. Необходимо сохранять подрост при рубках и содействовать естественному возобновлению. Для наибольшей устойчивости насаждения структура древостоя должна быть смешанной - 4…5 единиц главной породы (ель, сосна) и 5…6 единиц лиственных пород.

7. Необходимо развивать сеть лесохозяйственных дорог, чтобы лесоэксплуатационная нагрузка была равномерно распределена по всем насаждениям лесничеств. При этом необходимо ужесточить требования к гидромелиоративным сооружениям при расширении дорожной сети, так как строительство лесных дорог без учета гидрологических особенностей территории приводит к ослаблению и усыханию насаждений на значительных площадях вследствие перераспределения грунтовых вод.

Библиографический список

1. Отчет по лесопатологическому обследованию лесов Северо-Западного лесхоза Комитета по лесу Ленинградской области. Рослесозащита, 2001. (Нифонтов В.И.).

2. Отчет по лесопатологическому обследованию части лесов Бельского и Торопецкого лесхозов Тверской области. Рослесозащита, 2002. (Нифонтов В.И., Леонтьев С.Ю.).

3. Отчет по лесопатологическому обследованию лесов Торопецкого лесхоза Тверской области. Рослесозащита, 2003. (Нифонтов В.И., Сафронов В.Н., Леонтьев С.Ю.).

4. Отчет по лесопатологическому обследованию лесов Себежского лесхоза Псковской области. Рослесозащита, 2004. (Нифонтов В.И., Сафронов В.Н., Леонтьев С.Ю.).

5. Спурр С., Барнес Б. Лесная экология. //Лесная промышленность, 1984.

6. Сафронов В.Н.; Нифонтов В.И., Демченко А.В. Бактериоз, как фактор массово-периодичных усыханий основных лесообразующих пород. Рослесозащита, 2003_2004.

7. Леонтьев С.Ю. Взаимное влияние еловых насаждений и лесных почв друг на друга и связь почвенных изменений с процессом куртинного усыхания в лесах европейской части России. /Сб. научных трудов. М.: МГУП, 2004.

8. Гиряев М.Д., Харин О.А. Лесоуправление и лесопользование. //Природно-ресурсные ведомости, 2002.

9. Сукцессионные процессы в заповедниках России и проблемы сохранения биоразнообразия. /Сб. трудов. Русское ботаническое общество совместно с ЦЛБГЗ. С-Петербург, 1999.

10. Зеликов В.Д. Почвоведение. М.: МГУЛ, 1999.

11. Щербин-Парфененко А.Л. Бактериальные заболевания лесных пород. М.: Гослесбумиздат, 1963. Размещено на Allbest.ru