Отчет о научно-исследовательской работе
| Вид материала | Отчет |
- Реферат отчет о научно-исследовательской работе состоит, 61.67kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2011 год, 1208.93kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2009 год, 851.3kb.
- Отчёт онаучно-исследовательской работе гу нии но ур за 2010 год, 997.69kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе профессорско-преподавательского состава, 617.56kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе; пояснительная записка к опытно-конструкторской, 14.47kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе (итоговый), 2484.06kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе, 2473.27kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе, 392.92kb.
- Задачи секции: широкое привлечение учеников к участию в научно исследовательской работе;, 67.94kb.
Приложение №2
к техническому заданию Лот № 2
Федеральное агентство по образованию
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(УГЛТУ)
УДК 630.
Инв. №
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной работе
д. с.-х. н., профессор
_______________С.В. Залесов
«______» ___________ _______г.
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
фОРМИРОВАНИЕ КЕДРОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ СЕМЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ (КЕДРОСАДОВ) В УРОЧИЩЕ «оСТРОВА» пРИРОДНОГО ПАРКА «сАМАРОВСКИЙ ЧУГАС»
Декан лесохозяйственного факультета
д-р с.-х. наук, доцент __________________ З.Я.Нагимов
подпись, дата
Руководитель темы,
д. с.-х. н., профессор ________________ С.В. Залесов
подпись, дата
Екатеринбург 2006
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель темы,
д. с.-х. н., профессор ____________________С.В. Залесов (Раздел 1,
введение, заключение, общее ре
дактирование)
Исполнители темы
д. с.-х. н., профессор ____________________ Н.А. Луганский (Раздел ,
введение, заключение)
Исполнители темы
канд с.-х. наук, доцент __________________ Л.П. Абрамова (Раздел )
подпись, дата
Исполнители темы
канд с.-х. наук, доцент __________________ А.Г. Магасумова (Раздел )
подпись, дата
Исполнители темы
канд с.-х. наук, с.н.с. __________________ И.В. Ставишенко (Раздел )
подпись, дата
м.н.с. аспирант __________________ Л.А. Белов (Раздел 4)
подпись, дата
Инженер __________________ И.М. Маюра (Раздел 4)
подпись, дата
Инженер _________________ А.Н. Павлов (Раздел 4)
подпись, дата
Лаборант __________________ Д.Ф. Зарипов (Раздел 4)
подпись, дата
Лаборант __________________ В. А. Ахлюстин (Раздел 4)
подпись, дата
Лаборант __________________ Р. Н. Байбаков (Раздел 4)
подпись, дата
Лаборант __________________ И. В. Николаев (Раздел 4)
подпись, дата
Лаборант _______________ А.Ю. Демчук (Раздел 4)
подпись, дата
Нормоконтролер __________________ Н.В. Терещенко
подпись, дата
Реферат
Отчет 111 стр., 21 табл., 2 приложения
Формирование кедровых насаждений семенного назначения (кедросадов) в урочище «Острова» Природного парка «Самаровский чугас».
Ключевые слова: кедросады, подрост, кедр сибирский, рубки ухода, видовое разнообразие, внутривидовая изменчивость.
Объектом проведения исследований являлись кедровники и потенциальные кедровники Природного парка «Самаровский чугас», опытные участки рубок переформирования в урочище «Острова».
Цель работы – разработка практических рекомендаций по формированию насаждений семенного назначения (кедросадов) в условиях ПП «Самаровский чугас».
В порядке выполнения работы восстановлены постоянные пробные площади, заложенные ранее в урочище «Острова» сотрудниками Института экологии растений и животных (г. Екатеринбург) и Тюменской лесной опытной станции ВНИИЛМ (г. Тюмень), а также заложена серия постоянных пробных площадей по изучению лесоводственной эффективности рубок переформирования в потенциальных кедровниках.
Изучена взаимосвязь количественных показателей семенной продуктивности деревьев кедра с формой их кроны. Производству предложены практические рекомендации по формированию кедросадов в потенциальных кедровниках.
Изучено видовое разнообразие дереворазрушающих грибов. Определено наличие грибов в урочище «Острова» занесенных в Красную книгу ХМАО-Югра и предложены пути их сохранения.
Содержание
Введение …………………………………………………………………... 5
1. Состояние вопроса …………………………………………………. 6
2. Методика работ ……………………………………………………...21
3. Инвентаризация опытных участков, заложенных с 1984 по 1987 гг.
на территории урочища острова ……………………………………………. 22
4. Подбор и закладка участков опытно-производственных рубок … 35
5. Селекционная оценка деревьев кедра …………………………….. 44
6. Видовое разнообразие ксилотрофных базидиомицетов природного парка «Самаровский чугас» ………………………………………………… 50
Заключение ……………………………………………………………. 69
Список литературы …………………………………………………… 70
Приложения ……………………………………………………………. 83
Введение
Разработка научных основ рационального (неистощительного) лесопользования, восстановления и увеличения биоразнообразия, а также сохранения и улучшения природной среды – одна из важнейших проблем современного этапа развития науки и общественного производства.
Кедровники – краса и гордость России. Их экологическая и сырьевая ценность огромна и не вызывает сомнений. Однако до настоящего времени многие вопросы оптимизации ведения лесного хозяйства в кедровниках остаются не решенными. Несмотря на обширную литературу по проблемам кедра, до настоящего времени декларативными остаются вопросы комплексного использования кедровников, восстановления кедровников из потенциальных кедровников и насаждений, утрачивающих биологическую устойчивость.
Ухудшение экологической обстановки и усиление антропогенного воздействия нередко приводит к резкому сокращению не только семенной продуктивности имеющихся кедровников, но и к их деградации. Попытки разработки научно-обоснованных рекомендаций по оптимизации ведения хозяйства в кедровниках (Руководство …, 1984; Рекомендации …, 1986; Руководство …, 1990; Руководство …, 1991; Рекомендации …, 1992; и др.) сталкивается с проблемой отсутствия длительных наблюдений на стационарных объектах. Последнее обстоятельство обусловило проведение настоящей работы, целью которой является разработка практических рекомендаций по формированию кедровых насаждений семенного назначения (кедросадов) на основе комплексного изучения лесоводственной эффективности рубок переформирования, выполненных в потенциальных кедровниках урочища «Острова» природного парка «Самаровский чугас» сотрудниками Института экологии растений и животных (г. Екатеринбург) и Тюменской лесной опытной станции ВНИИЛМ (г. Тюмень).
1. Состояние вопроса
Насаждения с участием в составе древостоев сосны сибирской (кедра сибирского) (Pinus sibirica Du Tour) имеют огромное хозяйственное значение. Не случайно проблема рациональной организации и ведения хозяйства в них неоднократно поднималась не только в публикациях ученых (Поварницын, 1944; Горчаковский, 1954, 1955, 1959; Колесников, 1956, 1966; Михеев, 1957; Иванова, 1958; Луганский, 1961; Лебков, 1962; Таланцев, 1962; Ирошников и др., 1963; Ланина, 1963; Нахабцев, 1963; Куликов, 1966; Хлатин, 1966; Крылов, Речан, 1967; Кирсанов и др., 1970; Крылов, 1971; Зубов, 1969, 1971; Семечкин, 1971; Некрасова, 1972; Непомилуева, 1974; Бех, 1974; Воробьев, 1974, 1983; Кирсанов, 1976; Лузганов, Абаимов, 1977; Таланцев и др., 1978; Бобров, 1978, 1982; Парфенов, 1979; Крылов и др., 1983; Семечкин и др., 1985; Смолоногов, 1990; Смолоногов, Залесов, 2002; Бех и др., 2004; Матвеева и др., 2004а,б; Братилова, 2005; Усольцев, 2006; и др.), но и в правительственных решениях (Постановления: Совета Труда и Обороны (1921), Совета Министров РСФСР (1957, 1966, 1978).
Кедр сибирский произрастает на территории России на площади 36 млн. га. Его ареал простирается от предгорий северного Предуралья на западе до водораздела Лены и Амура на востоке и от низовий Енисея на севере до границы с Монголией на юге. Отдельные деревья и даже насаждения нередко встречаются далеко за пределами его ареала. В частности, в лесостепных предгорьях Южного Урала, на Кольском полуострове и даже на островах Белого моря. Относительно последних высказывается предположение о их происхождении «из каких-то неизвестных оазисов» (Васильев, 1964; Смолоногов, 1990; Митрофанов, 2005).
Кедр сибирский – дерево первой величины, достигающее в естественных условияхдо 40-45 м высоты и 1,5-2 м в диаметре. Деревья кедра характеризуются густой, часто многовершинной кроной с толстыми сучьями. Хвоя темно-зеленая с сизым налетом, длиной 60-140 мм, мягкая, трехгранная в разрезе, сидит на укороченных побегах по 5 штук в пучке. Корневая система состоит из короткого стержневого корня, от которого отходят мощные боковые корни с многочисленными ответвлениями, оканчивающимися мелкими корневыми волосками.
Большим преимуществом кедра является продолжительность жизни его деревьев. Общепризнано (Бех, 1974; Зубов и др., 1976; Костюченко, 1977; Смолоногов, Кирсанов, 1981, 1986; Кирсанов, 1981; Лесная энциклопедия, 1985; Смолоногов, 1990; Смолоногов, Залесов, 2002), что длится она 450-550 лет. Однако отмечаются случаи, когда отдельные деревья достигают 800-летнего возраста.
Оптимальным для кедра являются супесчаные, суглинистые, хорошо дренированные почвы, однако в области своего распространения он растет и на сухих песках, и на голых камнях, и на сырых почвах. На дренированных почвах корневая система у кедра очень развитая, но в любых условиях кедр как горное дерево ветроустойчивее сосны обыкновенной (Усольцев, 2006).
Важнейшей биологической особенностью сибирского кедра, имеющей большое практическое значение, является его зимостойкость, способность расти в суровых климатических условиях и распространяться далеко на север.
Кедр сибирский можно отнести к теневыносливым породам. По сравнительной шкале он менее теневынослив, чем пихта сибирская и ель обыкновенная, но значительно превосходит по теневыносливости сосну обыкновенную. Требовательность к свету существенно меняется с возрастом. Если всходы кедра переносят сильное затенение, то с увеличением возраста потребность в свете повышается и достигает максимума в период интенсивного роста по высоте и диаметру. С продвижением на север светолюбие кедра также возрастает.
Кедр – однолетнее раздельнополое растение, мужские и женские репродуктивные органы находятся на одном дереве. Опыление происходит при помощи ветра. Побеги с семенными шишечками располагаются на наиболее толстых ветвях преимущественно в верхней части кроны. Пыльниковые колоски вишнево-красные, собраны у основания прироста текущего года и располагаются примерно от четвертой мутовки и ниже.
Цветет кедр в июне, немного позднее сосны обыкновенной. Количество пыльцы достигает 130 кг/га, что по массе приближается к урожаю семян (Бех и др., 2004). Обилие легко переносимой ветром пыльцы в сочетании с обособленным размещением в кроне мужских колосков и женских шишечек и неодновременность их созревания на одном дереве благоприятствуют широкому перекрестному опылению и образованию семян с большим разнообразием наследственных свойств.
Кедр сибирский начинает плодоносить в естественных насаждениях с 50-70 лет. На опушках плодоношение начинается значительно раньше – в 30-40 лет. Отмечается прямая зависимость наступления плодоношения от количества света, получаемого деревом в молодом возрасте. При длительном угнетении молодого поколения кедра его плодоношение задерживается до 140-160 лет, в то время как единичные экземпляры, стоящие на открытом пространстве, начинают плодоносить в 15-20 лет. От условий освещенности и местопроизрастания во многом зависит интенсивность семенной продукции. Последнее обуславливает высокие возможности в повышении продуктивности кедровников лесоводственными мероприятиями.
Важнейшее значение в плане формирования урожая кедра имеет продолжительный срок развития его генеративных органов и микроспорогенеза – 26 месяцев после закладки женских стробил или семенных почек. Оплодотворение в семяпочках происходит примерно через год после опыления (Крылов и др., 1983), и на второй год формируются шишечки («озимь»).
Шишки кедра цилиндрические, яйцевидные или удлиненно-яйцевидные, длиной 5-13 см и шириной 4-8 см. Зрелые шишки светло-бурой окраски с пепельным сероватым налетом на чешуйках. Шишки легко срываются с дерева при ударе или сильном ветре. Созревают шишки обычно в сентябре, на нижней границе ареала – в конце августа. Семена имеют туповершинную форму, темно-коричневый цвет, длину – 8-14 мм, ширину 6-9 мм с толстой деревянистой кожурой, тонкой внутренней оболочкой и маслянистым ядром.
В высокопродуктивных насаждениях максимальное плодоношение наступает в 170-240 лет, а высокие урожаи сохраняются до 300 и более лет. На Средне-Сибирском плоскогорье большинство деревьев кедра в возрасте 400-450 лет и даже 570 лет имеют лучшее плодоношение по сравнению с основной массой относительно молодых деревьев (Крашников, 1963). Максимальная урожайность отмечается при доле участия кедра в составе 60-80% и даже 100% при полноте, близкой к 1,0. Урожайность кедровников зеленомошных в 4-10 раз превышает таковую в кедровниках багульниковом и голубичном. Средние урожаи обычно чередуются через 1-3 года, хорошие – через 3-6 лет (Соловьев, 1955; Зубов, 1969), Наибольшие урожаи дают высокопроизводительные кедровники. В частности, в Томской области (Некрасова, 1960; Крылов, Мухин, 1960) в отдельные годы урожайность достигает 400-500 и даже 800 кг/га. В «Лесной энциклопедии» (1985) отмечаются особые урожаи кедра, когда масса орехов достигала 1,5-2,0 т/га в год.
В научной литературе данные об урожайности кедровников сильно варьируют, однако можно четко проследить тенденцию снижения урожайности от подзоны средней тайги к подзонам северной и южной тайги.
Для кедра сибирского характерно существенное различие в плодоношении у отдельных деревьев, составляющих древостой. По данным Ф.А.Соловьева (1955) 70% урожая семян дают древостои I и II класса возраста по Крафту. Однако, В.А.Кирсанов (1981), Е.П.Смолоногов и В.А.Кирсанов (1986) отмечают, что деревья I и II классов роста и развития дают 90% урожая, а деревья IV и V класса – семян практически не дают. Кроме того, следует отметить существенные различия в урожайности семян деревьев одинаковых классов роста, обусловленные внутривидовой изменчивостью (Титов, 1999; Матвеева, Братилова, 2000, 2002; Братилова, 2005). Последнее при установлении четких показателей степени урожайности может найти широкое применение в лесохозяйственной практике. В частности урожайные формы кедра сибирского выделены в Наставлении по рубкам ухода в лесах Урала (1994). Реализация Наставления позволяет существенно повысить урожайность кедровников путем проведения рубок ухода с учетом внутривидовой изменчивости. Аналогичные рекомендации разработаны для Урала и Западной Сибири (Рекомендации …, 1986; Руководство …, 1991), однако они должны быть доработаны на базе более обширных экспериментальных материалов.
При организации ведения лесного хозяйства в кедровниках необходимо учитывать еще одну важную биологическую особенность кедра сибирского. Кедр сибирский – дерево зоохорное и его взаимосвязь с животными и птицами гораздо сложнее и глубже, чем у других хвойных пород. Из шестидесяти видов птиц, населяющих кедровники, более двадцати употребляют в пищу семена кедра. При этом около шести видов в той или иной степени способствуют расселению кедра.
Общеизвестно, что основным распространителем семян кедра является тонкоклювая кедровка (Nicifraga caryocatactes L.). поскольку кедровые орехи составляют основной рацион питания этой птицы, она во множестве запасает их, пряча в мох, лесную подстилку, около валежа и в тому подобных местах. Обычно в кладовке кедровки насчитывается 7-15 орешков, при этом каждая птица заготовляет в среднем до 60 кг орехов (Бех и др., 2004), создавая до двадцати тысяч кладовок, разбросанных на большой площади и различном расстоянии друг от друга. Запасы каждой кедровки индивидуальны. Места кладки известны только той птице, которая их сделала, поэтому в случае гибели последней вероятность прорастания спрятанных ею орешков весной резко возрастает.
Кедровка способна находить спрятанные ею семена под глубоким снегом, однако предпочитает прятать их на открытых местах (гари, вырубки, гольцы, шелкопрядники, редины), где снег зимой имеет меньшую толщину. Последнее, как правило, обеспечивает и большую сохранность кладовок, поскольку на открытых местах численность мышевидных грызунов значительно ниже. Известны случаи (Залесов и др., 2002) увеличенного количества кладовок вблизи факелов для сжигания попутного газа. Авторы объясняют факт предпочтительности кедровкой данных участков для создания запасов орехов более тонким слоем снега и резким сокращением вблизи факелов мышевидных грызунов.
При выборе места для своих кладовых кедровка отдает предпочтение мягкому субстрату (мох, лесная подстилка) и практически не создает кладовок в густых зарослях кустарников и в высокой траве.
Исследования показали (Бех и др., 2004), что кедровка находит и потребляет в пищу от 10 до 35% спрятанных орешков. Кроме того, от 30 до 75% ее запасов поедается мышевидными грызунами и к моменту произрастания обычно сохраняется не более двух процентов спрятанных семян.
Помимо кедровки, как отмечалось ранее, распространению кедра сибирского способствуют другие птицы, а также многие животные, которые теряют семена при питании и заготовке запасов на зиму.
Учитывая, что кедр – зоохорный вид, следует пересмотреть все основные нормативные документы по рубкам главного пользования в потенциальных кедровниках, поскольку последние рассчитаны на перенос семян ветром. В целях обеспечения естественного возобновления кедра сибирского на не покрытых лесом площадях необходимо создать условия, обеспечивающие привлечение кедровки, что не нашло отражения ни в одном нормативном документе по лесному хозяйству.
Естественное возобновление – одно из важнейших природных свойств лесных насаждений, отражающее способность к самовосстановлению в тех или иных экологических условиях. Среди сложных экологических условий, определяющих процесс естественного возобновления, основное значение имеют полнота, состав, возраст древостоя и состояние живого напочвенного покрова (ЖНП) под его пологом. Эти факторы взаимосвязаны, и влияние каждого из них на среду зависит от степени воздействия других.
Сведения по возобновлению кедровых лесов северной части Тюменской области имеются в работах М.Ф.Елизарьевой (1957), Е.П.Прокопьева (1969), В.П.Демиденко (1971), С.М.Горожанкиной и В.Д.Константинова (1978), В.С.Паневина (1991). Но они недостаточно полно освещали вопросы возобновления кедра в средней тайге. Это особенно наглядно видно при сравнении с южной подзоной, где проведены многочисленные исследования (Кожеватова, 1960, 1962; Таланцев, 1960, 1966, 1971; Бех, 1974; Таланцев и др., 1978).
В целом возобновлению кедровников посвящены многочисленные исследования, основные результаты которых обобщены в вышедших работах (Горчаковский, 1955; Иванова, 1958; Семечкин, 1964; Зубов, 1969; Кирсанов и др., 1970; Крестьяшин, 1972; Воробьев, 1974; Смолоногов, Кирсанов, 1974; Вегерин, Гаркунов, 1981; Крылов и др., 1983; Смолоногов, Залесов, 2002; Бех и др., 2004).
Одним из результатов этих исследований является установление тесной связи успешности возобновления кедром с типом леса и в первую очередь со степенью развития травяной растительности, ее структуры, а также характера развития травянистых видов. Уменьшение проективного покрытия трав и увеличение в напочвенном покрове зеленых мхов способствует возобновлению кедра. Лучшим его возобновлением отличаются кедровники кустарничково-зеленомошной группы типов леса.
Существует мнение, что моховой покров отрицательно влияет на жизнь других растений. Считается, что моховой покров является крайне неблагоприятным субстратом для прорастания и развития молодых всходов хвойных пород. «Молодые корешки всходов, семян, застрявших в моховом слое, - пишет А.П.Шенников (1941), долго не могут дотянуться до почвы и, таким образом, то голодая, то высыхая, то задыхаясь от избытка влаги после дождя». Все вышесказанное не распространяется на всходы кедра. Зеленые мхи являются лучшим субстратом для прорастания семян кедра. Не является существенным препятствием и толщина мохового покрова. Однако в пониженных участках большое количество всходов отмирает от избыточного увлажнения, что особенно заметно на подзолистых суглинистых почвах.
По данным Н.К.Таланцева (1981) среднее количество подроста в мшистых кедровниках колеблется в пределах 8-29 тыс.экз./га, из которых на долю кедра приходится 75-85%. Н.Ф.Кожеватова (1962) приводит очень близкие данные по количеству подроста в том же зеленомошном типе леса – 4-27 тыс.экз./га, из них 87% кедра.
В одном и том же типе леса при прочих равных условиях возобновление кедра протекает лучше на участках с легкими почвами. Резкой же разницы в величине прироста подроста по высоте на различных по богатству почвах не обнаружено. Влияние их сглаживается полнотой и составом насаждений.
Полнота влияет на количество света в лесу, регулирует тепловой и водный режимы, условия испарения, скорость разложения растительных остатков, густоту травянистого покрова и т.п. Особенно ее влияние сказывается на жизнедеятельности подроста кедра, так как в силу своей биологической особенности он требует разной освещенности на различных возрастных стадиях.
Кедр в первые годы жизни отличается большой теневыносливостью (Кожеватова, 1962; Таланцев, 1971). С течением времени потребность в свете у него увеличивается, а в возрасте 10-15 лет подрост кедра при больших полнотах древесного полога отмирает. Поэтому возобновление кедра под пологом встречается обычно не старше 10 лет (Поварницын, 1944). По данным Н.Ф.Кожеватовой (1962), подрост кедра старше 20 лет составляет при полноте древостоя 0,6 всего лишь 1% его общего количества. Соответственно у Н.К.Таланцева (1966) при сомкнутости крон 0,8-0,9 – 97% количества кедра отмечено в возрасте менее 15 лет. При этом если развитие кедрового подроста идет нормально в разреженных насаждениях, то обильное появление наблюдается при достаточной сомкнутости (Попов, Тихомиров, 1946).
Появление обильного подроста в разнотравных типах кедровников при большой полноте объясняется незначительным разрастанием травянистой растительности и более благоприятными условиями для жизнедеятельности мохового покрова. Изреживание полога в этом типе леса ведет к быстрому разрастанию покрова из трав, среди которых большую долю занимают злаки. Разрастание травяного покрова приводит в свою очередь и к сокращению обилия мхов, иссушению и уплотнению верхних слоев почвы, в результате чего значительно ухудшается среда для появления всходов кедра.
Во влажных типах кедровников (долгомошниковом и сфагновом) подобного явления не наблюдается, так как покров, состоящий в основном из сфагнума и кукушкина льна, быстро приспосабливается к новым световым условиям разреженного полога. В подобных типах леса полнота не влияет на интенсивность появления всходов. В пределах сомкнутости 0,4 и выше обилие появления подроста остается более или менее постоянным, без заметных увеличений при больших полнотах. Если полнота насаждения не оказывает заметного влияния на интенсивность появления входов, то для выживаемости их она – решающий фактор. Особенно наглядно это проявляется в широкотравных и папоротниковых кедровниках, т.е. в типах леса с достаточно развитым травяным покровом, где к затенению лесного полога присоединяется затенение травяного покрова.
Сомкнутость насаждений оказывает большое влияние на рост и развитие подроста. Наименьшей полноте (0,3-0,4) соответствует самая большая средняя высота подроста и, наоборот, самой высокой полноте – меньшая. Кроме того, в сильно сомкнутых насаждениях подрост имеет менее развитую крону и более слабое охвоение, чем в низкополнотных. Соответственно и прирост подроста в высоту в первых значительно меньше, чем во вторых. Подрост высокополнотных насаждений болезненно переносит резкое осветление и характеризуется более интенсивным отпадом.
Не менее важными факторами, определяющими успешность возобновления кедра под пологом, являются состав древостоя и его форма. Примесь лиственных пород, особенно березы, благоприятно влияет на ход возобновления кедра. Но при большом их участии в составе древостоя получают развитие травы, препятствующее возобновлению кедра (Поликарпов, Бабинцева, 1963).
Не менее важную роль в возобновлении кедра играет возраст древостоя. Лучшие количественные и качественные показатели имеют кедровый подрост в стадии старения и окончательного распада коренных кедровников. При этом подрост характеризуется неравномерностью распределения по площади и приуроченностью к окнам в древесном пологе.
Существенным фактором в возобновлении кедра является лесная подстилка. В чистых кедровниках, а также в кедровниках с примесью других хвойных пород образуется плотная, медленно разлагающаяся подстилка, препятствующая прорастанию всходов. В смешанных насаждениях с участием березы образуется более рыхлая подстилка, способствующая возобновлению кедра.
Из всех биотических факторов, отрицательно воздействующих на возобновление кедра, наибольший вред наносят мышевидные грызуны. Вредоносная роль мышевидных грызунов свойственна для всего ареала и почти для всех местопроизрастаний. Лишь в переувлажненных условиях в связи с меньшей численностью грызунов их влияние ослабевает. По данным Л.И.Барсовой, Л.П.Брысовой. Р.К.Кожевниковой (1961), мышевидные грызуны в кедровниках Прителецкого района съедают столько орехов, сколько все другие обитатели тайги, вместе взятые.
Влияние рассмотренных факторов в различных географических условиях проявляется по-разному, поэтому и возобновительный процесс в различных лесорастительных подзонах не одинаков. Более успешно он идет в подзоне средней тайги (березово-сосново-темнохвойных лесов) по мере продвижения с запада на восток, в подзоне южной тайги (сосново-березовых лесов) – значительно слабее. В обоих подзонах наиболее хорошо возобновляется мшистая группа типов леса, удовлетворительно – разнотравная и неудовлетворительно – широкотравная и папоротниковая.
Имеются данные об обеспеченности подростом кедра насаждений различных типов леса (Предеина, 2005), однако эти данные довольно отрывочны и касаются прежде всего подзоны южной тайги. В то же время отсутствие объективных данных о количественных и качественных показателях подроста сдерживает применение и снижает лесоводственно-экономическую эффективность лесохозяйственных мероприятий, особенно в потенциальных кедровниках.
Нельзя забывать, что на успешность естественного возобновления кедра сибирского огромное влияние оказывают позвоночные животные, численность которых во многом определяется типом леса и категорией земель. Так, северная пищуха (Ochotona alpine Pall.) в кедровых лесах сравнительно мало повреждает подрост кедра, в то время как на вырубках повреждения носят иногда массовых характер (Штильмарк, 1963).
Кедровые леса – уникальная растительная формация. Это богатая пищевая база, источник получения ценной древесины и химических продуктов, благоприятная среда для обитания полезных животных и птиц, место произрастания многих видов ягодных, лекарственных и технических растений. Кедровые леса – основное местообитание соболя. Кедровые орехи составляют основу его рациона, кроме того, соболь питается мелкими животными – мышами и птицами, численность которых в значительной степени зависит от урожаев ореха. Стремление сохранения собольего промысла вызвало необходимость издания законодательных документов по бережному отношению к кедровым лесам. В 1656 г. были объявлены заповедными соболиные угодья по многим рекам Северного Зауралья, а в 1683 г. подписан указ, запрещающий под страхом смертной казни жечь кедровые леса, «где производится соболиный лов» (Бех и др., 2004).
Как показали археологические исследования (Крылов и др., 1983), древесина кедра сибирского широко использовалась для строительства культовых построек (жертвенников, церквей), кораблестроения, изготовления мебели, церковных иконостасов, жилых и служебных построек, бань. Жителям севера и Сибири давно известно, что в сундуках и ларях, сделанных из древесины кедра сибирского не заводится моль. Все вышеизложенное в сочетании с возможностью десятилетиями заготовлять кедровые орехи в одном насаждении обусловило бережное отношение к кедру со стороны местного населения.
Издревне в Сибири и на Урале местное население принимало меры по увеличению урожайности кедровников. Так, лесничий И.Г.Фрейдин еще в 1900 г. в одной из статей, помещенных в «Лесном журнале», отмечал что уход, выполняемый местным населением в кедровниках, существенно повышает их общую и семенную продуктивность, а также улучшает санитарное состояние. Уход заключался, прежде всего, в удалении сопутствующих пород. В припоселковых кедровниках, где за счет уборки сопутствующих пород создаются оптимальные условия освещенности для лучших экземпляров кедра, потенциальные возможности плодоношения используются более полно и сбор ореха в урожайные годы колеблется от 400 до 650 кг/га, в то время как в естественных таежных насаждениях он варьирует от 10 до 250 кг/га.
И.А.Бех, А.М.Данченко и И.В.Кибиш (2004) отмечают, что припоселковые кедровники формировались из насаждений, которые принадлежали деревням или сельским обществам. Так, директор Лесного департамента Никитин, посетивший окрестности Томска в 1882 г., писал о кедровнике села Протопопово: «Лучший кедровник, площадью около 400 десятин, приносящий до 300 рублей дохода, принадлежит селу Протопопово. По мнению лесного ревизора Подгурского, бывшего лесничего Томского лесничества, этот кедровник, как и другие, мог сохраниться только потому, что он расположен возле селения и поэтому не подвергался печальной участи кедровников, находящихся в лесных дачах, которые уничтожены огнем. Кедровники большей частью чистые, изреженные, и форма ствола кедра от обилия освещения приближается к форме плодового дерева, что отражается на обилии плодоношения крестьянских кедровников».
Припоселковые кедровники сохранились до наших дней в низовьях Тобола и Иртыша, на средней Оби, на Урале, в Саянах. Особенно много припоселковых кедровников на Урале около населенных пунктов по реке Тагил. Насаждения припоселковых кедровников в большинстве одновозрастные, чистые по составу. Возраст припоселковых кедровников варьируется в достаточно большом интервале – 60-250 лет, однако наиболее часто встречаются 140-180-летние насаждения. Полнота древостоев припоселковых кедровников варьируется от 0,5 до 0,7, что обеспечивает высокую освещенность крон деревьев и, как следствие этого, высокую урожайность, достигающую у отдельных насаждений 800-1000 кг ореха в год.
Характерной особенностью припоселковых кедровников является наличие значительного количества (до 85%) многовершинных деревьев. Увеличенный размер крон таких деревьев обеспечивает наличие большего числа шишек на единицу площади проекции кроны и, как следствие этого, повышение урожая. Обычно многовершинные деревья в 3-4 раза продуктивнее одновершинных.
Как отмечалось нами ранее, снижение густоты или полноты древостоя положительно сказывается на орехопродуктивности. Ф.А.Соловьев (1955) установил, что наибольший урожай (до 1-2 тыс. шишек с дерева) дают одиночно стоящие деревья, имеющие мощно развитую крону и корневую систему. Не случайно многие исследователи (Парфенов, 1979; Свиридов, 1982; Алексеев, Демиденко, 1982; Попов и др., 1998, 2004, 2005) и руководства (Рекомендации …, 1986; Руководство …, 1990) рекомендуют при формировании кедровых насаждений семенного назначения снижать относительную полноту до 0,3-0,5, а в ряде случаев – до 0,1-0,2 и начинать это мероприятие с самого молодого возраста. Однако следует отметить, что большинство исследователей основываются не на достаточном количестве экспериментального материала, а на предположениях, поскольку на территории Западной Сибири в целом и Ханты-Мансийского автономного округа-Югра (ХМАО-Югра), в частности, стационарных объектов с длительным периодом наблюдения после проведения изреживаний практически нет.
Помимо припоселковых кедровников, создаваемых из естественных древостоев, в России издревне пытались создавать лесные культуры из кедра сибирского. По мнению М.Ф.Петрова (1961, 1966) и Н.П.Поликарпова (1985). Кедр сибирский был первой хвойной древесной породой, использованной в России для проведения посадок.
К наиболее старым культурам кедра сибирского в европейской части Российской Федерации можно отнести кедровую рощу, созданную при игумене Феодосии (1578-1602) в Толгском монастыре близ Ярославля (Дубяко, 1963; Петров, 1966; Игнатенко, 1988; Природа …, 1990). Территория монастырского сада площадью 1,5 га занимает вершину береговой надпойменной террасы над Волгой и включает систему глубоких (3-4 м) прудов и посадки кедра и других пород (лиственница, дуб, липа). К 1940 г. в роще насчитывалось около 100 взрослых кедров, имеющих почти 400-летний возраст (Ценнейшая …, 1940; Петров, 1966). В 1982 г. количество кедров сократилось до 46 (Игнатенко, 1988), а к 1995 г. – до 37 (Смирнов и др., 1996). Особо следует отметить, что основной причиной отпада деревьев кедра в последние десятилетия является ветровал, обусловленный заражением кольцевой части деревьев трутовиков Швейница. Несмотря на то, что повреждения ядровой древесины трутовиком у стоящих деревьев распространяется на высоту 2-4 м, они удовлетворительно охвоены и плодоносят. По мнению А.П.Смирнова, А.В.Горохникова и Г.И.Зарудной (1966), отпад кедров и снижение прироста по диаметру обусловлены нарушением водного режима. В прежние века пруды в половодье заполнялись волжской водой, а при спаде уровня воды в реке они перекрывались, хорошо обеспечивая корни кедров влагой. После завершения строительства (1949 г.) Рыбинского водохранилища высокие весенние подъемы воды в Волге прекратились, а следовательно, прекратилось и заполнение прудов водой. Последнее и обусловило ухудшение санитарного состояния деревьев кедра. Другими словами, при сохранении гидрологического режима состояние кедровой рощи даже при таком значительном возрасте не вызывает опасения.
Старейшие культуры кедра на Урале (Верхотурская роща) насчитывают 250 лет. В XIX веке созданы кедровые культуры под Москвой, и заложены многие участки лесных культур кедра в Сибири (Крылов и др., 1983). Н.И.Непомилуева (1972) описывает старейшие культуры кедра сибирского в республике Коми, Р.В.Бобров (1972), Д.Я.Гиргидов (1972), М.М.Игнатенко (1972), Н.М.Андронов (1972) – в Псковской области, М.Ф.Петров (1972) – в республике Карелия, Л.И.Крестьяншин (1972) – в Вологодской области, Б.М.Алимбеков (1972) – в республиках Мари Эл и Татарстан и Л.И.Крестьяншин (1972) – в Пермской области. Все вышеуказанные авторы положительно оценивают опыт создания лесных культур из кедра сибирского в европейской части РФ, даже далеко за пределами его естественного ареала. Особенно интересны данные Ф.Б.Орлова (1972) о старейших лесных культурах кедра сибирского в Архангельской области, в том числе на Соловецких островах.
Н.П.Братилова (2005), анализируя историю создания культур кедра в Сибири, отмечает, что далеко не всегда при их создании достигался положительный эффект. Нередко культуры гибли в результате поедания семян грызунами, неправильной агротехники выращивания и по ряду других причин. В то же время накопленный практический опыт и научный потенциал искусственного выращивания кедра сибирского образует предпосылки для перевода его на селекционную основу (Дроздов И.И., Дроздов Ю.И., 2000). Основная масса культур кедра должна выращиваться по плантационному типу (Лесные плантации, 1984; Бабинцева и др., 1998; Титов, 2004 и др.) на основе использования селекционного посадочного материала (Ковалев и др., 1988; Матвеева, Щерба, 1998; Щерба, 2000, 2002; Титов, 2004).
Естественно, что создание и выращивание искусственных насаждений, особенно плантационного типа, мероприятие достаточно дорогое, требующее высокой квалификации исполнителей. Однако затраты в значительной степени компенсируются быстрым вступлением деревьев кедра в стадию семеношения. По данным М.М.Игнатенко (1967) в Ленинградской области экземпляры кедра сибирского начали цвести на 12 году жизни и имелись случаи цветения на 9-ом году жизни. О раннем начале семеношения кедра сибирского при искусственном лесовосстановлении писали и другие авторы. Так, Н.П.Братилова (2005) отмечает, что в 37-40-летних плантационных культурах кедра сибирского, заложенных около г.Красноярска, насчитывается до 72% семеносящих деревьев.