Рубки проводят в насаждениях естественного и искусственного происхождения.
Насаждения естественного происхождения. Для формирования высокопроизводительных ельников густые и перегущенные еловые молодняки необходимо разреживать. Это нужно прежде всего потому, что ель в перегущенном насаждении долго держит почву весной в переохлажденном состоянии, что отрицательно влияет на нормальное развитие ее корневой системы. Кроме того, «воспитание» ели в разреженном состоянии обеспечивает ей значительную ветроустойчивость в дальнейшем. Для чистых еловых насаждений могут быть рекомендованы низовые изреживания, метод физиологического омолаживания. Основная цель этих рубок — создание оптимально продуктивного лесного полога.
На свежих суглинистых почвах в зоне хвойных и смешанных лесов часто благодаря своим биологическим особенностям под пологом осины и березы охотно поселяется ель. Однако с течением времени, когда ель окрепнет и ей не страшны будут заморозки, дальнейшее ее существование под пологом лиственных становится невозможным. В этих случаях еловый подрост осветляют, искусственно ликвидируют конкуренцию поселившихся берез и осин, после чего ель постепенно занимает преобладающее положение в пологе. Если оставить ель для самостоятельного выхода в 1-й ярус, последствия будут малоудовлетворительными. Хотя в отдельных условиях к возрасту спелости ель может занять основной полог, но многие деревья при этом отстанут в росте, окажутся без вершин или с однобокой кроной, с искривленными стволами. В этом проявится отрицательное действие березы и других пород при дальнейшем произрастании с елью. Поэтому в смешанных и сложных ельниках рубки ухода начинают в 10—15 лет. При этом не всегда надо вырубать всю березу, осину и другие спутники главных пород. Примесь этих пород к ели улучшает условия ее роста, а подрастая, они увеличивают промежуточное лесопользование.
Осветления проводят в чистых загущенных молодняках из ели. Вырубают деревья, отставшие в росте, слабые, искривленные. Перегущенные куртины также изреживают, сохраняя примесь из лиственных. В смешанных насаждениях из ели, сосны, дуба, ясеня, клена и других пород первые осветления проводят сразу после смыкания крон, создавая благоприятные условия для ели, дуба и сосны как главных пород.
Прочистки в чистых загущенных ельниках начинают в возрасте 15 лет с интенсивностью 10—15 %. Удаляют деревца с плохой формой ствола и кроны из второстепенных пород и худшие из главных пород. Небольшую часть лиственных в примеси сохраняют. В смешанных перегущенных молодняках изреживания начинают раньше, в возрасте 10—13 лет. Создают елово-лиственный лесной полог из ели, сосны и лиственных. Вырубают деревья, угнетенные, поврежденные и мешающие. Если в примеси есть дуб, изреживания проводят раньше и интенсивнее с повторением через 5 лет.
Интенсивные прочистки рекомендуются для двухъярусных молодняков, где в 1-м ярусе лиственные, а во 2-м ель. При этом сильно изреживают верхний ярус. Прочистки можно проводить полосами. Ширина полосы — двойная высота деревьев 1-го яруса. Полосы разделяют коридорами шириной 3 м, на которых вырубают все деревья. Коридор способствует улучшению почвенного питания и выполняет транспортную роль. При сильной загущенности 2-го елового яруса его разреживают.
Прореживания в чистых молодняках из ели, где ранее проводились осветления и прочистки, делают 1 раз, вырубая искривленные, больные и мешающие деревья. В перегущенных ельниках, где не было уходов, делают повторные прореживания. В сложных ельниках, где в 1-м ярусе лиственные, а во 2-м ель, интенсивно прореживают верхний ярус до полноты 0,3—0,4 и одновременно проводят уход за елью.
Проходные рубки в чистых насаждениях с некоторой примесью других пород проводят при полнотах 0,9—1. Удаляют деревья, мешающие росту лучших, и оставляют полнодревесные стволы, способные обеспечить световой прирост перед главной рубкой. Минимальная полнота 0,8. В смешанных молодняках полнота рубки допускается до 0,7 и менее.
В условиях избыточного увлажнения при прореживаниях и проходных рубках интенсивность изреживания не должна превышать 10—15 % запаса до рубки.
Елово-лиственные насаждения занимают в европейской части СССР 46,2 млн. га, или 31,6 % всей лесопокрытой площади, и имеют важнейшее хозяйственное значение. Вырубка спелых еловых и елово-лиственных древостоев приводит обычно к образованию на их месте лиственных или лиственно-еловых насаждений. Естественная смена их еловыми древостоями наступает обычно по мере старения и отмирания лиственных деревьев верхнего яруса.
Рубками ухода, а именно прореживаниями и проходными рубками, можно значительно ускорить выход ели в верхний полог; поэтому роль рубок ухода в формировании елово-лиственных насаждений особенно велика.
В соответствии с Основными положениями по рубкам ухода в лесах СССР и Наставлением по рубкам ухода в равнинных лесах европейской части РСФСР под прореживания и проходные рубки отводят насаждения, имеющие определенный возраст и полноту. Но одинаковые таксационные параметры насаждений разных условий местопроизрастания и относящихся к разным типам леса не всегда служат основанием для назначения ухода. Поэтому внесено дополнение к Наставлению и Основным положениям по рубкам ухода в лесах СССР, которым предусматривается установление степени соответствия главной древесной породы условиям местопроизрастания. Установление степени соответствия должно стать определяющим фактором для принятия решения о виде и методе изреживания.
В елово-лиственных насаждениях, произрастающих в условиях, не обеспечивающих высокой производительности ели (еловые субори или брусничная группа типов леса — ель III класса бонитета), проходная рубка как средство формирования высокопродуктивных древостоев не достигает хозяйственной цели. Здесь нужно ориентироваться на постепенную замену ели, не соответствующей условиям среды, другой ценной породой — сосной, образующей в этих условиях высокопродуктивные древостой I класса бонитета. Если в главный полог входят древесные породы, не соответствующие условиям местопроизрастания, а целевая порода — во втором ярусе, необходимо увеличить интенсивность изреживания верхнего яруса до 50 % и более. Нет смысла проводить уход за низкобонитетиыми насаждениями в переувлажненных условиях (заболоченных, болотно-травяных группах типов леса), где для поднятия производительности древостоев необходимо проведение мероприятий, направленных на коренное улучшение условий местопроизрастания (мелиорации). Поэтому при разработке организационно-хозяйственного плана такие площади нельзя включать в общую площадь для промежуточного пользования.
Наиболее продуктивна и распространена в зоне хвойно-широколиственных лесов европейской части РСФСР сложная группа типов леса. Рубки ухода проводят в основном в елово-лиственных лесах этой группы, на которые и рассчитаны основные положения рекомендаций. В черничной и приручьевой группах типов леса, несколько менее продуктивных и менее распространенных в центральных областях европейской части СССР, целесообразно снижать интенсивность рубки на 5—15 % в каждом конкретном случае. В связи с тем что характер проведения ухода значительно определяется составом насаждения, В. И. Желдак делит еловолиственные насаждения по составу на подгруппы: 1) чистые ельники и с небольшой примесью лиственных (до 2 единиц); 2) смешанные елово-лиственные насаждения с участием лиственных в составе 2—4 единиц; 3) смешанные елово-лиственные насаждения с участием лиственных в составе 5—7 единиц. Лиственно-еловые насаждения с участием лиственных пород в составе 1-го яруса более 7 единиц по запасу, со 2-м ярусом и подростом ели относятся к общей группе елово-лиственных в качестве 4 подгруппы.
Во всех подгруппах насаждений можно проводить рубки ухода, но в первую очередь (при других равных условиях) уход следует выполнять в смешанных насаждениях, где часто существует острая необходимость регулирования взаимовлияния различных пород. Чистые еловые древостой и с участием лиственных пород в составе до 2 единиц под прореживания и проходные рубки назначают с целью ухода за формой стволов и перераспределения площади питания в пользу лучших деревьев одной и той же породы. В связи с тем, что в настоящее время существует большое количество жердняков, средневозрастных и приспевающих насаждений, требующих регулирования состава, прореживания и проходные рубки должны решать и задачу изменения состава древостоев. Для каждой выделенной подгруппы насаждений существует конкретная цель рубок ухода.
В насаждениях первой подгруппы при прореживаниях в соответствии с Наставлением ведется уход за формой ствола и кроны. Необходимо создать оптимальные условия деревьям с лучшей формой ствола и кроны за счет удаления деревьев плохой формы. С увеличением количества лиственных в составе насаждений в трех других подгруппах при прореживании одновременно с уходом за формой ствола все больше внимания уделяется регулированию состава, и интенсивность изреживания в связи с этим повышается. Цель проходных рубок для первой подгруппы елово-лиственных насаждений остается классической — повышение почвенно-светового прироста лучших деревьев за счет удаления из древостоя худших.
Для второй подгруппы цель проходных рубок — увеличить почвенно-световой прирост лучших деревьев главной породы и изменить состав древостоя за счет вырубки в основном лиственных деревьев, в том числе и части лучших, мешающих оставляемым деревьям главной породы. Рубку нужно провести таким образом, чтобы увеличить прирост лучших деревьев главной породы и сохранить общий прирост древостоя до рубки, уменьшив при этом участие лиственных в составе до 1—2 единиц.
Для третьей подгруппы насаждений основное внимание уделяется изменению состава насаждения с целью значительного увеличения доли ели.
В результате проведения проходной рубки допускается некоторое снижение общего прироста древостоя, бывшего до рубки. Однако оно должно быть компенсировано улучшением его качества в результате значительного увеличения прироста хвойных деревьев.
В четвертой подгруппе цель ухода — замена в течение 2 повторностей рубок I-го яруса, образованного в основном лиственными породами, хвойным, сформированным из 2-го яруса и примеси ели в 1-м ярусе.
В дополнение к Наставлению рекомендуется назначать насаждения под прореживания и проходные рубки при полноте 0,7 и выше с участием лиственных пород в составе верхнего яруса более 2 единиц и наличием в 1-м и других ярусах значительного количества деревьев целевой породы, испытывающих угнетение лиственных. Чистые еловые древостой и с небольшой примесью лиственных в составе следует отводить под прореживания и проходные рубки при полноте более 0,7. При наборе участков для рубки на 1 год следует стремиться к максимальной концентрации работ по всем рубкам ухода в определенном блоке кварталов.
ЛенНИИЛХом в 1980 г. в результате исследований по рубкам ухода в лиственно-еловых древостоях были сделаны следующие выводы:
1. В лиственно-еловом насаждении рубки ухода изменят преобладание ели только на почвах высокой производительности. В результате регулярных рубок ухода общая производительность лиственно-еловых древостоев может быть увеличена на 20—30 %. Рубки ухода в лиственно-еловых древостоях южной тайги рекомендуется начинать в возрасте 30 лет, удаляя при первой рубке 50—60 % запаса лиственных пород.
2. Чтобы предупредить повторную депрессию в росте ели, необходимо удаление березы закончить к 60—70 годам, осины к 40—50 годам. Это даст возможность наилучшим образом использовать потенциальную производительность лиственных.
3. Не рекомендуется начинать уход за лиственно-еловым древостоем в возрасте 70 лет и старше.
Интенсивность роста деревьев ели зависит от световых условий. Без затенения ель развивает энергичный рост в высоту. Исследования ВНИИЛМа также показали, что при отсутствии затенения ель в культурах дает максимальный прирост по высоте. Это объясняется высокой освещенностью крон ели, а также другими благоприятными факторами среды. С уменьшением освещенности кроны величина прироста уменьшается. При освещенности на уровне вершины ели 3,8 % от полной (на открытом месте) количество однолетней хвои составляет 12,6 % общей массы хвои в кроне, а при отсутствии затенения — 53,3 %. Освещенность в еловых молодняках влияет на строение культур ели по высоте и равномерность их роста. Неравномерная освещенность рядов культур ели способствует формированию неравномерно развитого полога. Хорошим ростом и большей продуктивностью отмечаются насаждения с равномерно развитым пологом, когда все деревья находятся в оптимальных световых условиях и максимально используют солнечную энергию.
Ежегодно на значительных площадях свежих вырубок в европейской части СССР создают культуры ели. Очень часто по разным причинам через 3—4 года закультивированные вырубки зарастают лиственными древесными породами. Культуры ели в таких условиях либо долго «сидят» под пологом лиственных, либо погибают, не выдерживая межвидовой конкуренции. Вместе с тем в Наставлениях по рубкам ухода даны лишь ориентировочные данные по уходу за елью без подразделения насаждений по происхождению и состоянию. Возникла необходимость разработки целевой программы рубок ухода для культур ели. Такая программа была разработана Лабораторией рубок и ухода за лесом ВНИИЛМа с 1971 по 1980 гг. (Руководители работ В. Г. Атрохин и Д. И. Дерябин, исполнитель Н. Г. Рыбальченко). Итоговым документом проработки научно-исследовательской тематики лаборатории стали методические рекомендации по лесоводственному уходу за культурами ели на вырубках. Ниже приведены 4 программы рубок ухода для насаждений, которые чаще нуждаются в рубках ухода за елью (по Н. Г. Рыбальченко).
1. Программа осветлений и прочисток в культурах ели, посаженных 5-летними саженцами при ширине междурядий менее 4—4,5 м.
В первые 3 года за культурами проводят агротехнический уход путем уничтожения травяного покрова и поросли лиственных пород вдоль рядов культур в полосах шириной 2—2,5 м. Через 4 года после посадки культур, если вырубка закультивирована сразу же после главной рубки, максимальная высота лиственной поросли достигает 3—3,5 м. В образованных при агротехнических уходах коридорах световые условия не обеспечивают максимального роста культур. Освещенность на уровне вершин деревцев ели составляет 20—30 % освещенности на открытом месте.
На 4-й год выращивания культур проводят первое осветление. В междурядьях тракторными кусторезами-осветлителями вырубают весь молодняк. Оставлять кулисы лиственной поросли между рядами ели нецелесообразно, так как в этом случае вдоль рядов культур образуются коридоры шириной менее 4 м. Освещенность в них на уровне вершин деревцев ели составляет менее 60 % освещенности на открытом месте. Такого количества света недостаточно для роста ели с максимальной интенсивностью.
Второе осветление культур проводят на 8-й год их выращивания. В этом возрасте ель уже вступила в период большого роста: средняя высота культур 4 м, годичный прирост более 60 см. Лиственная поросль, возобновившаяся после первого осветления и сравнявшаяся с культурами ели по высоте, не может обогнать их, если улучшить световые условия для роста ели. С этой целью при втором осветлении вдоль рядов культур разрубают коридоры шириной до 2,5 м. Оставляемые в междурядьях лиственные кулисы служат для обеспечения смыкания рядов культур, отенения междурядий. После второго осветления до первого прореживания рубок ухода за культурами можно не проводить, так как на 8— 10-й год после посадки при указанном режиме ухода культуры образуют главный полог.
2. Программа осветлений и прочисток в культурах ели, посаженных 5-летними саженцами при ширине междурядий более 4,5—5 м. В первые 3 года после посадки за культурами проводят агротехнический уход путем уничтожения травяного покрова и поросли лиственных пород вдоль рядов культур в полосах шириной 2—2,5 м.
Первое осветление культур проводят на 4-й год их выращивания. При этом тракторными кусторезами-осветлителями вдоль рядов ели в поросли лиственных пород разрубают коридоры шириной не менее 4 м. Освещенность на уровне вершин деревцев ели после разрубки коридоров повышается до 80—90 % освещенности на открытом месте (полной), что позволяет культурам расти с интенсивностью, близкой к максимальной. В центре междурядий после осветления остается кулиса лиственного молодняка, ширина которой равна разности расстояния между рядами культур и ширины разрубленных коридоров. Чем шире междурядья, тем больше ширина кулис.
Второе осветление культур проводят на 8-й год их выращивания, когда вновь возобновившаяся в разрубленных при первом осветлении коридорах поросль лиственных пород начинает обгонять по высоте культуры. При втором осветлении тракторными кусторезами-осветлителями вырубают молодую лиственную поросль в коридорах, ранцевыми мотокусторезами изреживают лиственные кулисы в междурядьях, проводя одновременно уход за лучшими деревьями лиственных пород. В кулисах вырубают деревья, отставшие в росте, больные, усохшие и с сильно разросшимися кронами. В этом возрасте культуры достигают 60 % высоты лиственных кулис, и второе осветление обеспечивает доступ к кронам ели до 70—80 % солнечного света. Ель растет с интенсивностью, близкой к максимальной.
На 12—13-й год выращивания культур проводят первую прочистку. В этом возрасте культуры ели по высоте сравниваются с лиственными кулисами. Рубку проводят ранцевыми мотокусторезами. Вырубают охлестывающие ель и мешающие ее росту деревья лиственных пород, изреживают кулисы в междурядьях, удаляя в первую очередь деревья, отставшие в росте, с сильно разросшимися кронами, больные и усохшие. На последующих этапах роста деревья лиственных пород уже не смогут обогнать ель в росте по высоте, и дополнительные рубки ухода до первых прореживаний не потребуются.
3. Программа осветлений и прочисток в культурах ели, посаженных 3-летними сеянцами при ширине междурядий менее 4,5 м.
В первые 4 года за культурами проводят агротехнический уход путем уничтожения травяного покрова и поросли лиственных пород вдоль рядов культур в полосах шириной 2—2,5 м.
На 4-й год выращивания культур проводят первое осветление. В междурядьях тракторными кусторезами вырубают поросль всех пород. Рубку выполняют в начале вегетационного периода. Во второй половине лета проводят однократный агротехнический уход навесными культиваторами.
На 7—8-й год выращивания проводят второе осветление культур. В это время высота поросли лиственных пород, возобновившейся вновь после первого осветления, достигает 3 м, высота культур 1,3 м. В рядах ели складываются неблагоприятные для максимального ее роста световые условия. При втором осветлении, как и при первом, в междурядьях культур тракторными кусторезами-осветлителями вырубают поросль всех пород.
На 10—11-й год выращивания проводят третье осветление культур. К этому времени возобновившаяся после второго осветления поросль достигает высоты 3 м и выходит в один ярус с культурами. Ель уже вступила в период большого роста, высота ее тоже 3 м, годичный прирост по высоте превышает 60 см. При благоприятных световых условиях интенсивность роста ели в этом возрасте выше, чем у лиственной поросли, возобновившейся после двукратной рубки. Для создания благоприятных световых условий культурам при третьем осветлении вдоль рядов ели ранцевыми мотокусторезами разрубают коридоры шириной до 2,5 м. В междурядьях культур оставляют кулисы лиственного молодняка, обеспечивающие смыкание рядов ели, отенение почвы. Кулисы при осветлении изреживают, вырубая отставшие в росте, сильно разросшиеся, больные и отмершие деревья. После третьего осветления до первого прореживания рубки ухода в культурах не проводят.
4. Программа осветлений и прочисток в культурах ели, посаженных 3-летними сеянцами при ширине междурядий более 4,5—5 м.
Первые 5 лет после посадки за культурами проводят агротехнический уход тракторными культиваторами путем уничтожения травяного покрова и поросли лиственных пород вдоль рядов культур в полосах шириной 2—2,5 м.
На 4-й год выращивания культур проводят первое осветление. Вдоль рядов ели тракторными кусторезами-осветлителями разрубают коридоры шириной 4—4,5 м. В центре междурядий остаётся кулиса лиственного молодняка, которая служит для отенения междурядий, обеспечения смыкания рядов культур на последующих этапах роста, для более полного использования занятой культурами площади.
На 7—8-й год проводят второе осветление культур. К этому времени в междурядьях формируется полог лиственных пород ступенчатого строения. Он образован кулисами лиственного молодняка высокого древостоя, порослью лиственных пород высотой 3,1 м, возобновившейся после рубки в разрубленных при первом осветлении коридорах, и порослью лиственных пород высотой 1,4 м, появившейся в образованных при агротехнических уходах вдоль рядов ели полосах шириной 2—2,5 м. Высота культур на 7-й год составляет 1,3 м. Световые условия в коридорах ухудшаются. При втором осветлении тракторными кусторезами-осветлителями вырубают возобновившуюся после первого осветления в коридорах поросль лиственных пород, ранцевыми мотокусторезами изреживают в центре междурядий кулисы лиственного молодняка.
На 11—12-й год выращивания культур проводят первую прочистку. В коридорах вырубают возобновившуюся после второго осветления поросль лиственных пород и изреживают лиственные кулисы. Вырубка поросли в коридорах тракторными кусторезами-осветлителями в этом возрасте молодняка еще возможна, но затруднена, так как диаметр крон деревьев ели достигает 1,5— 2 м при высоте их 3,7 м. Целесообразнее рубку в коридорах и кулисах проводить ранцевыми мотокусторезами. После первой прочистки до начала прореживания при необходимости проводят еще одну прочистку — вырубают охлестывающие ель деревья лиственных пород, изреживают лиственный молодняк в междурядьях.
От оптимального размера промежуточного лесопользования ЛенНИИЛХ перешел на составление и применение программ рубок ухода за лесом в лиственно-еловых древостоях. Программы включают уравнения, позволяющие прогнозировать товарную структуру древостоев в связи с рубками ухода. В основу составления программ положено составление эскизов таблиц хода роста древостоев, в которых рубки не проводились или проводились слабо, от случая к случаю. Затем в эти таблицы вносятся изменения, вызываемые рубками по данным пробных площадей, специально заложенных для этих целей. Указанный в программе режим рубок ухода может быть направлен на выращивание пиловочника, либо балансов, либо других сортиментов.
Режим рубок ухода для выращивания ельников высокой продуктивности предусматривает три приема разреживаний.
Целевые программы на, заданный сортимент предусматривают установление метода рубок ухода, возраст технической спелости насаждения, целевые средние диаметры и другие таксационные элементы. Так, ЛенНИИЛХ предложил следующие целевые средние диаметры древостоев, см: на крупный пиловочник из сосны — 32; из ели — 36; на еловые и сосновые балансы — 22; на пиловочник среднего размера и строительные бревна — 26—28.