Естественное возобновление смешанных древостоев после низовых пожаров в условиях ландшафта Тихвинской Гряды

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМАТИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
В главе приведен анализ работ, посвященных частоте и площади лесных пожаров в регионе исследования и других регионах России, изменениям структуры послепожар- ных лесных экосистем, восстановлению лесных фитоценозов после пожаров (Пушкина, 1938; Вялых, 1987; Коновалов и др.,1990; Цветков, 2002; Горшков и др., 2002, 2017;
Мелехов,139,1948; Листов и др., 1964; Бахтин,1997; Манов, Кутявин, 2018, 2019; Куле- шова и др.,1996; Мартыненко, 2002; Залесов, 2006; Залесов и др., 2012; Молчанов,1954; Валендик, 1996; Парамонов и др., 1999; Евдокименко, 2002,2011; Малиновских, 2000, 2001; Абаимов и др., 2001; Гамова, 2014; Ильичев и др., 2002,2011; Зленко и др., 2011; Комарова,1980,1992; Шешуков и др., 2008; Громыко и др., 2013; Соколова и др., 2009 2013). Также проанализированы работы по данной тематике зарубежных исследовате- лей (Wei Chena, 2014; Margolin, 2019; Kushida K, Isaev A.P., Takao G, 2007; Kharuk V. I., Ranson K. J., Dvinskaya M. L., 2008).
2. ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для достижения поставленных целей и задач Программа исследования включа- ла в себя следующие этапы:
1. Подбор участков, пройденных низовыми пожарами, для закладки опытных объектов на различных почвенных разностях.
2. Учет на опытных объектах подроста древесных пород по составу и категориям крупности. Определение видового состава и численности подлеска, видового состава и проективного покрытия живого напочвенного покрова.
3. Полевое определение гидрологических условий и гранулометрического состава почвы на опытных объектах. Отбор образцов почвы по двум условным горизонтам (0-5 см и 5-10 см).
4. Лабораторный агрохимический анализ образцов почвы (рН водный, содержа- ние органического вещества).
5. Статистическая обработка данных. Выявление статистических зависимостей и связей характеристик подроста с почвенно-гидрологическими условиями, с характери- стиками подлеска и живого напочвенного покрова.
6. Разработка прогнозной схемы постпирогенного формирования смешанных по составу древостоев для условий ландшафта Тихвинской гряды.
Объектами исследования являлись участки леса, пройденные низовыми пожа- рами в различных почвенно-гидрологических условиях на востоке Ленинградской об- ласти, в условиях ландшафта Тихвинской гряды (северо-восточная часть Валдайской возвышенности, Бокситогорское лесничество). Площадь обследованных участков, пройденных огнём, варьировала от 1 до 5 га. Участки леса подверглись огневому воз- действию в период 2008-2018 гг. Обследованные участки, по таксационным описаниям, относятся к черничной серии типов леса, однако почвы на участках имеют различный гранулометрический состав: пески, супеси, легкие и средние суглинки, торфянистые; с различным режимом увлажнения.
Наибольшая площадь, пройденная низовыми пожарами (до 5 га), выявлена на песчаных и супесчаных почвах, что согласуется с режимом их увлажнения. Низкая влажность лесной подстилки и гумусового горизонта в период дефицита атмосферных осадков приводит к быстрому распространению огня. На суглинистых почвах площадь участков, пройденных низовыми пожарами, составляет 1,0-3,5 га. На торфянистых почвах (осушаемые переходные мелкозалежные торфяники) площадь участков, прой- денных низовыми пожарами, составляет 1,5-1,8 га.
Методы исследования. Для выявления связи горимости лесов с метеофакторами за пожароопасный сезон (апрель-сентябрь) в Бокситогорском районе Ленинградской области за 45 лет (1975-2019 гг.), использовали информацию по лесным пожарам и дан- ные наблюдений за погодой (метеостанция в пос. Ефимовский).
Подрост лесообразующих пород, подлесок и живой напочвенный покров (ЖНП) учитывались на учетных круговых площадках размером 10 м2, на трансекте. При пере- чёте подрост и подлесок разделяли по породам, а также по высоте на три группы: мел- кий – высотой до 0,5 м, средний – 0,6–1,5 м и крупный – выше 1,5 м.
Для учета ЖНП площадь УКП принималась за 100 %, далее определялась пло- щадь проективного покрытия каждого вида растений, выраженная в процентах от пло- щади УКП. При проведении почвенных исследований на всех опытных объектах закла- дывались прикопки. Гранулометрический состав почв и режим их увлажнения опреде- лялся органолептически. Почвы были условно проиндексированы по этим параметрам (таблица 1):
Таблица 1 – Индексы гранулометрического состава и увлажнения почв
Индекс 1
3
5
Гранулометрический состав и режим увлажнения почв Песчаная
Супесчаная свежая
Супесчаная переувлажненная (сырая) Суглинистая свежая
Суглинистая переувлажненная Торфянистая
Почвенные образцы на горельниках отбирались из условных смешанных органо- генно-минеральных горизонтов мощностью 0-5 см и 5-10 см, так как на данном этапе формирования постпирогенных молодняков это основной корнеобитаемый слой дре- весной растительности (молодняков) и живого напочвенного покрова. Анализы на со- держание органического вещества (ОВ) и на реакцию почвенного раствора (рНсол) в об- разцах проводились по стандартным методикам, применяемым в почвоведении. Для оценки различий видового состава ЖНП между опытными объектами использовали ин- дексы биоразнообразия, коэффициент Съёренсена и коэффициент флористической общности Жаккара.
Для получения статистических связей рассчитывали корреляционное отношение η зависимой переменной Y по независимой переменной Х, которое получено из отно- шения межгрупповой дисперсии к общей дисперсии.
Товарная структура и запас спелых древостоев с разной долей участия сосны, ели и лиственных пород рассчитывали в программной среде «Ведомость материально- денежной оценки лесосек» (2020 год).
3. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ С УЧЁТОМ ПИРОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
В главе приводятся подробные сведения о природно-экономических условиях района исследований с характеристикой факторов горимости лесов.
4. ВЛИЯНИЕНИЗОВЫХПОЖАРОВНАЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЕ
Индекс почвы и лесовозобновление. С точки зрения ведения лесного хозяйства и последующего назначения уходов за молодняками необходимо оценить успешность лесовозобновления хозяйственно ценных пород в различных почвенно-гидроло- гических условиях.
На участках постпирогенного возобновления с преобладанием хвойных пород, по результатам факторного дисперсионного анализа выявлено достоверно значимое
влияние (р = 95%) гранулометрического состава и увлажненности почв (их индекса, см. таблица 1) на густоту подроста. На участках с преобладанием березы и осины это влия- ние менее значительно (р = 90%).
Распределение содержания органического вещества по условным почвенным го- ризонтам (0-5 см и 5-10 см) в постпирогенных молодняках имеет свои отличительные особенности. В молодняках с преобладанием хвойных пород в составе выявлено значи- мое различие содержания органического вещества в почвенных горизонтах, в зависимо- сти от индекса почвы. На участках с преобладанием лиственных пород такой тенденции не выявлено.
В молодняках с преобладанием сосны и в лиственных молодняках наблюдается статистически значимая связь величины pH почвы с индексом почв. В насаждениях с преобладанием ели уровень статистической значимости этой связи значительно ниже.
Наибольшее количество подроста сосны в постпирогенных молодняках с преоб- ладанием сосны наблюдается на опытных объектах с супесчаными сухими и супесча- ными свежими почвами (индексы 1-2), а также на свежих суглинках (индекс 3), рисунок 1.
Рисунок 1 – Густота подроста разных пород (экз./га) в постпирогенных молодняках
с преобладанием сосны в связи с гранулометрическим составом почвы и ее увлажненностью (индексом почвы). Количество столбиков в гистограмме отражает число опытных участков по каждому из индексов
В этих же почвенных условиях выявлено значительное количество подроста бе- резы, что согласуется с пионерной стратегией ее роста. Для елового подроста наиболее благоприятные условия сложились на свежих суглинках, для осины – на свежих супес- чаных и суглинистых почвах.
В постпирогенных молодняках с количественным преобладанием ели наблюдает- ся отличная картина от молодняков с большей долей подроста сосны по тесноте связи густоты подроста всех пород с индексом почвы (рисунок 2). С утяжелением грануло- метрического состава на свежих местообитаниях количество подроста ели увеличивает- ся, R = 0,42. Для соснового подроста на постпирогенных участках с преобладанием ели связь с индексом почвы имеет нелинейный характер, хорошо описывается полиномом второго порядка. При этом наибольшая представленность подроста сосны в этом случае отмечена на суглинистых свежих почвах (индекс 4), тогда как подрост ели имеет наибольшую густоту на переувлажненных суглинках (индекс 5).
Количество подроста березы и осины также находится в нелинейной зависимости от индекса почв.

Рисунок 2 – Густота подроста разных пород (экз./га) в постпирогенных молодняках с преобладанием ели в связи с индексом почвы
В целом, связь густоты подроста разных пород с гранулометрическим составом и увлажнением почв имеет более сложный характер, чем в молодняках, где преобладает сосновый подрост. Необходимо отметить, что молодняки с преобладанием елового подроста после воздействия низовых пожаров формируются на суглинистых и торфя- нистых почвах (индексы 3-6), тогда как постпирогенные молодняки с господством сос- ны в составе выявлены на всех рассмотренных почвенных разностях.
В постпирогенных молодняках с преобладанием в составе лиственных пород наблюдается наиболее высокая линейная связь количества подроста всех рассматривае- мых пород с лесорастительными условиями почв двух индексов: супесчаные свежие, индекс 2, и торфянистые, индекс 6. В данных насаждениях для сосны R = 0,71, для ели R = 0,69, для березы R = 0,85, для осины R = 0,86 (рисунок 3).
Рисунок 3 – Густота подроста разных пород в постпирогенных молодняках с преобладанием лиственных пород в связи с индексом почвы
Органическое вещество почвы и лесовозобновление. Содержание органиче- ского вещества в почве является одним из ведущих факторов для успешного лесовозоб- новления, так как органическое вещество является источником азота в процессе его ми- нерализации. Для подроста сосны в молодняках с преобладанием этой породы связь с данным показателем почвенного плодородия более выражена в верхнем (0-5 см) корне- обитаемом горизонте, R = 0,72 (рисунок 4). С нижележащим горизонтом почвы (5-10 см) теснота связи снижается: R = 0,51. Для еловой части возобновления соответственно R = 0,43 и R = 0,44. Это можно объяснить менее пригодными для произрастания ели почва- ми с относительно легким гранулометрическим составом, с меньшим запасом элементов питания. Кроме того, полученный результат можно интерпретировать и как результат разных стратегий роста хвойных пород. По-видимому, на данном этапе роста и в отно- сительно бедных условиях местопроизрастания сосна, как пионерная порода, более ак- тивно, чем ель, осваивает почвенные ресурсы самых верхних горизонтов.

Рисунок 4 – Связь густоты подроста хвойных и лиственных пород с содержанием органического вещества в верхнем (0-5 см) и нижнем (5-10 см) горизонтах почвы в молодняках с преобладанием сосны
Для лиственных пород также наблюдается меньшая, по сравнению с сосной, теснота связи количества деревьев березы и осины с содержанием органического ве- щества в почве. Для березы соответственно R = 0,36 и R = 0,47; для осины R = 0,59, в обоих рассматриваемых горизонтах.
В постпирогенных молодняках с преобладанием ели количество елового подро- ста также имеет более тесную связь с содержанием органического вещества в верхнем почвенном горизонте (R = 0,77) по сравнению с нижним горизонтом (R = 0,33), рисунок 5.
Рисунок 5 – Связь густоты подроста хвойных и лиственных пород с содержанием органического вещества почвы в молодняках с преобладанием ели
Однако для подроста сосны здесь наблюдается более тесная связь с содержанием органического вещества в нижнем почвенном горизонте по сравнению с верхним, соот- ветственно R = 0,84 и R = 0,72. По-видимому, более тесная связь густоты подроста хвойных пород с содержанием органического вещества на участках с преобладанием

подроста ели, объясняется более тяжелыми по гранулометрическому составу почвами, с большим запасом элементов питания. Для лиственных пород наблюдаются те же тен- денции, что и на участках с преобладанием сосны.
В молодняках с преобладанием лиственных пород выявлена более тесная связь количества подроста хвойных пород с содержанием органического вещества для верх- него почвенного горизонта. Для сосны R = 0,80, для ели R = 0,67. В нижележащем гори- зонте теснота связи меньше и составляет R= 0,53 для обеих пород.
Густота подроста лиственных пород с содержанием органического вещества име- ет также высокую тесноту корреляционной связи.
Кислотность почвы и лесовозобновление. Показатель реакции почвенного рас- твора (pHсол) характеризует уровень кислотности почвы и тем самым уровень доступно- сти элементов питания для роста растений. Известно, что в кислой среде снижается до- ступность фосфора, калия, кальция, магния. Повышенная кислотность почвы подавляет деятельность микроорганизмов, которые обогащают плодородный слой азотом.
На исследованных участках наблюдается довольно пёстрая картина варьирова- ния показателя pH по почвенным горизонтам: от 2,85 до 6,04. Для подроста сосны на участках с преобладанием этой породы в составе выявлена более значимая связь с реак- цией почвы для горизонта 5-10 см, R = 0,71, по сравнению с верхним горизонтом 0-5 см, R= 0,55. При этом наблюдается тенденция возрастания густоты сосны с уменьшени- ем кислотности почвы (рисунок 6). Для елового подроста и подроста лиственных пород наблюдается та же тенденция увеличения густоты с ростом рН, но связи менее тесные по сравнению с сосной.
Рисунок 6 – Связь густоты подроста хвойных и лиственных пород с кислотностью почвы в молодняках с преобладанием сосны
В постпирогенных молодняках с преобладанием ели выявлена более тесная связь густоты сосны с уровнем pH по почвенным горизонтам, по сравнению с молодняками с преобладанием сосны, при этом также имеет место тенденция возрастания густоты с уменьшением кислотности почвы (рисунок 7).

Рисунок 7 – Связь густоты подроста хвойных и лиственных пород с кислотностью почвы в молодняках с преобладанием ели
Та же тенденция выявлена для подроста ели, березы и осины. Связь количества подроста ели и березы с величиной pH по почвенным горизонтам имеет нелинейный характер, для ели R = 0,48 – 0,63, для березы R = 0,57–0,67. Для осины связь прямоли- нейная, R = 0,57 – 0,66.
В молодняках с преобладанием березы и осины связь количества хвойного под- роста с рН имеет нелинейный характер по обоим почвенным горизонтам (рисунок 8).
Рисунок 8 – Связь густоты подроста хвойных пород
с кислотностью почвы в молодняках с преобладанием березы и осины
Для березы связь ее густоты с pH верхнего почвенного горизонта оценивается
R = 0,65, для осины R = 0,90. Для нижнего горизонта связь менее тесная: для березы R = 0,39, для осины R = 0,65.
Таким образом, анализ возобновления древесных пород после низовых пожаров показал, что формирование молодняков с преобладанием хвойных или лиственных по- род связано с кислотностью почв, с содержанием в них органического вещества, с гра- нулометрическим составом почв и режимом их увлажнения.
Почвенные условия и высотная структура подроста. В зависимости от поч- венно-гидрологических условий и возраста формируемых в течение 10 лет постпиро- генных молодняков участвует подрост разной высотной структуры. Он распределен по категориям крупности согласно лесохозяйственным нормам и правилам.
Постпирогенное возобновление сосны на сухих песчаных почвах показывает, что высотная структура подроста зависит от сопутствующей породы – березы. Увеличение доли крупной по высоте березы приводит к уменьшению крупного подроста сосны (ри- сунок 9).

Рисунок 9 – Распределение подроста по категориям крупности и по индексам почв в молодняках с преобладанием сосны
На песчаных влажных почвах ввиду достаточного влагообеспечения доля круп- ного и среднего подроста сосны возрастает по сравнению с сухими почвами. Однако и здесь наличие крупного березового подроста приводит к угнетению сосны. Густота подроста ели в данных почвенных условиях невелика, однако он представлен во всех категориях крупности.
На супесчаных сырых почвах подрост сосны представлен в основном мелкими и крупными экземплярами, тогда как березовый подрост – средними и мелкими экзем- плярами. По-видимому, малое количество некрупного березового подроста позволило возобновиться последнему поколению сосны, что привело к накоплению ее мелких эк- земпляров.
На суглинистых свежих почвах высотная структура соснового и березового под- роста имеет фактически одинаковые показатели, преобладают средние и крупные кате- гории деревьев, что, по-видимому, связано с более богатыми условиями произрастания. Немногочисленный подрост ели и осины представлен также крупными и средними ка- тегориями.
На суглинистых переувлажненных местообитаниях высотная структура всех воз- обновившихся постпирогенных пород представлена в основном крупной категорией де- ревьев. Однако наблюдается и значительная доля мелких деревьев сосны и березы. Мелкий еловый и осиновый подрост представлен небольшим количеством деревьев.
На участках с постпирогенным возобновлением на торфянистых почвах выявлено наибольшее количество сосны и ели средней и крупной категорий.
Количественная представленность обеих хвойных пород на всех рассматривае- мых почвенных разностях в большинстве случаев достаточна для формирования в пер- спективе сосново-еловых насаждений. Своевременное регулирование численности бе- резы и осины позволит уже на стадии молодняков формировать чистые по составу хвойные насаждения или древостои с доминированием хвойных. На потенциально бо-
гатых почвах (индексы 4-6) с преобладанием ели в подросте эта задача может быть ре- шена с наибольшим эффектом (рисунок 10).
Рисунок 10 – Распределение подроста по категориям крупности на почвах с индексами 4-6 на участках с доминированием ели
На участках с преобладанием лиственных пород их наибольшая доля представле- на на супесчаных сырых почвах (индекс 3). Здесь в среднем свыше 2 тыс. экз./га березы и около 2 тыс. экз./га осины. Доля сосны и ели составляет около 1,2 тыс. экз./га (рису- нок 11). На данном возрастном этапе необходимо удалять полностью возобновление осины, что приведет к увеличению количества сосны и ели для последующего форми- рования хвойно-лиственного насаждения с равной долей участия сосны, ели и березы.
Рисунок 11 – Распределение подроста по категориям крупности на почвах с индексами 5-6 на участках с доминированием лиственных пород
На торфянистых почвах представленность подроста хвойных пород значительно выше и составляет около 1,5 экз./га сосны и порядка 1 тыс. экз./га ели. Доля березы свыше 1,5 тыс. экз./га и осины около 1 тыс. экз./га. Необходимо отметить, что на обеих почвенных разностях в подросте сосны, березы и осины преобладают крупные и сред-
ние экземпляры. Еловый подрост здесь имеет примерно одинаковое распределение по категориям крупности.
Таким образом, на участках, пройденных низовыми пожарами, в зависимости от давности пожара и почвенно-гидрологических условий идет формирование хвойно- лиственных молодняков, различающихся не только по составу и густоте, но и по вы- сотной структуре.
5. ПОСТПИРОГЕННОЕ ФОРМИРОВАНИЕ НАПОЧВЕННЫХ ЯРУСОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В МОЛОДНЯКАХ РАЗНОГО ПОРОДНОГО СОСТАВА
В процессе пирогенного воздействия на материнский древостой затрагиваются все его компоненты, включая живой напочвенный покров. Изменяется видовой состав кустарничков, травянистых растений и мхов.
Живой напочвенный покров является элементом малого круговорота веществ в общем биогеохимическом цикле элементов питания для формируемого древостоя. Изу- чение видового состава живого напочвенного покрова (ЖНП) позволяет проводить оценку успешности восстановления и устойчивости формируемых постпирогенных мо- лодняков.
Проведенные исследования показали, что в зависимости от гранулометрического состава почв, показателя рН почвы и содержания органического вещества в постпиро- генных молодняках на объектах исследования идет разнонаправленное восстановление ЖНП. Виды ЖНП были условно разделены на 9 групп:
1. Кустарнички 2. Мхи 3. Папоротники 4. Лишайники 5. Спаржевые 6. Злаковые 7. Хвощевые 8. Болотные 9. Остальные виды.
В целом на песчаных и супесчаных почвах в проективном покрытии преобладают
представители вересковых (Calluna), злаковых (Poaceae), а на супесчаных свежих поч- вах зафиксирована значительная доля печеночных и лиственных мхов (Bryophyta). Бо- лее высокая сомкнутость молодняков постпирогенного происхождения приводит к уменьшению злаковых (Poaceae) и увеличению доли мхов (Bryophyta).
На суглинистых свежих почвах выявлено 12 видов растений в ЖНП. Преоблада- ют кустарнички (Calluna) и мхи (Bryophyta), рисунок 12.
Рисунок 12 – Проективное покрытие групп ЖНП на различных почвах в молодняках с преобладанием сосны

В постпирогенных молодняках с преобладанием ели количество групп ЖНП на суглинистых почвах разного режима увлажнения больше, чем в сосновых постпироген- ных молодняках (рисунок 13).
На участках с суглинистыми свежими почвами зафиксировано 18 видов живого напочвенного покрова. Доминирующими в проективном покрытии являются зонтичные (Umbellíferae) – до 35%, злаковые (Poaceae) – 15-35%, розоцветные (Rosáles) – до 20%. На ряде участков наблюдаются хвощовых (Ephedra) – до 20% и вересковые (Calluna) – до 50% проективного покрытия.
Рисунок 13 – Проективное покрытие групп ЖНП на различных почвах в молодняках с преоб- ладанием ели и лиственных пород
На увлажненных суглинистых почвах меньшее количество видов растений – 14. Доминирующими являются мхи (Bryophyta), папоротники (Polypodióphyta), произрас- тающие отдельными куртинами. В данных условиях после низового пожара происходит быстрое смыкание крон елового подроста и возможно в будущем формирование ельни- ка мертвопокровного. На торфянистых почвах формируются молодняки с преобладани- ем елового подроста, преобладают вересковые (Calluna), а также присутствуют виды – индикаторы избыточного увлажнения: белокрыльник (Cālla), триостренник болотный (Triglóchin palústris), росянка круглолистная (Drósera rotundifólia), занимающие до 30% проективного покрытия. 10% проективного покрытия занимают папоротники (Polypodióphyta), 15% – мхи (Bryophyta). По-видимому, большее разнообразие расти- тельности связано с богатством торфянистых почв и меньшим, по сравнению с суглин- ками, количеством елового подроста средней и крупной категорий.
На супесчаных свежих почвах с доминированием березы преобладают вереско- вые (Calluna), от 20% до 40% проективного покрытия, мхи (Bryophyta) – до 25%, злако- вые (Poaceae) – до 40% и спаржевые (Asparagaceae) – до 25%. В отличие от постпиро- генных молодняков с преобладанием сосны здесь наблюдается уменьшение количества мхов (Bryophyta), но возрастает присутствие злаковых (Poaceae). На участках с постпи- рогенным возобновлением березы на торфянистых почвах присутствует вереск (15- 35%), как и в молодняках с преобладанием подроста ели. Однако доля мхов (Bryophyta) меньше 50% проективного покрытия, в отличие от сосновых насаждений, где их доля составляет до 75% покрытия. Доля злаков (Poaceae) составляет до 20%, а растений – индикаторов переувлажненных почв до 11%, что имеет сходные показатели с характе- ром ЖНП в постпирогенных сосновых и березовых молодняках. Доля других встреча- ющихся видов в постпирогенных березовых молодняках меньше, чем в еловых насаж- дениях, формируемых на торфянистых почвах.

Видовое разнообразие ЖНП, как и ожидалось, меньше всего на относительно бедных песчаных почвах. Это было подтверждено с помощью индексов Съёренса (Cs) и Жаккара (Kj) (рисунок 14).
.
Рисунок 14 – Связь индексов Съёренса (Cs) и Жаккара (Kj) с гранулометрическим
составом почв в постпирогенных молодняках разного состава
Данные, представленные на рисунке 14, показывают, что помимо почвенно- гидрологических условий на видовое разнообразие живого напочвенного покрова зна-
чимое влияние оказывает также состав послепожарных молодняков.
Подлесок. На участках, пройденных низовыми пожарами, в хвойных и листвен- ных молодняках формируется ярус подлеска. По результатам проведенных исследова- ний выявлено влияние содержания органического вещества в почвенных горизонтах на количественную представленность деревьев ивы, рябины и ольхи серой в подлеске. Наблюдается высокая значимая корреляция густоты и состава подлеска с грануломет- рическим составом почв в постпирогенных насаждениях с преобладанием елового под- роста и лиственных пород на суглинистых и торфяных почвах. В целом, во влажных почвенных условиях средообразующая роль фитоценоза, как правило, переходит от жи- вого напочвенного покрова и подлеска к древесным видам, формирующим будущий древостой. Для постпирогенных молодняков с преобладанием сосны выявлена мень- шая представленность подлесочных пород, и корреляционная связь их количества с
гранулометрическим составом почвы значительно ниже.
6. ОБОСНОВАНИЕ ПРОВЕДЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СМЕШАННЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА УЧАСТКАХ, ПРОЙДЕННЫХ НИЗОВЫМИ ПОЖАРАМИ
Ведение хозяйства в постпирогенных молодняках позволяет формировать полно- ценный средообразующий биоценоз, с древостоем оптимального породного состава, позволяющим получить высокотоварную древесину. При формировании таких смешан- ных по составу сосново-еловых или хвойно-лиственных насаждений, с учетом почвен- но-гидрологических условий, возможно сокращение срока выращивания спелых древо- стоев по сравнению с созданием культур на горельниках.
Изучение послепожарной сукцессии является актуальной задачей последних лет, так как участившиеся в результате деятельности человека пожары меняют облик лес- ных экосистем. Необходимо выяснять масштаб и характер этих изменений, учитывая при этом возможные негативные последствия для лесных экосистем.
Обобщая полученные результаты исследования, можно утверждать, что успеш- ный рост постпирогенных молодняков с преобладанием сосны связан как с относитель- но небольшими участками, пройденными низовым пожаром, так и с примыкающей сте- ной леса с материнскими сосновыми древостоями или смешанными древостоями с пре- обладанием сосны. Также на ряде участков отмечены не выпавшие в результате воздей- ствия огня деревья сосны, которые также являются источником обсеменения участков,

пройденных пожаром. Но объектах с преобладанием постпирогенного возобновления ели так же, как и на участках с возобновлением сосны, источником обсеменения служит материнский еловый древостой. В целом, небольшая площадь участков, пройденных низовыми пожарами, во всех рассматриваемых почвенно-гидрологических условиях позволяет формировать молодняки хозяйственно-ценных пород.
На первоначальной стадии восстановления хвойных послепожарных фитоцено- зов в условиях песчаных почв процесс возобновления идёт по классической схеме фор- мирования соснового насаждения с участием берёзы. На супесчаных почвах можно наблюдать возобновление не только берёзы и сосны, но и ели, однако при небольшом ее участии. На более плодородных суглинистых свежих почвах после воздействия огня создаются оптимальные условия для роста и развития для всех пород. Здесь ключевым фактором восстановления лесного ценоза становится, по-видимому, наличие достаточ- ного количества семян в материнском древостое в постпирогенный период восстанов- ления растительного сообщества. В результате формируется насаждение с преоблада- нием ели или сосны при прочих всех равных условиях. На суглинистых временно пере- увлажнённых почвах после пожарного воздействия создаются оптимальные условия для развития елового насаждения. На торфянистых почвах осушаемого переходного бо- лота после пирогенного воздействия идёт успешное восстановление соснового древо- стоя с примесью берёзы; еловый подрост представлен в незначительном количестве.
На основании проведённых исследований можно составить прогнозную сукцес- сионную схему постпирогенного восстановления в ландшафте Тихвинской гряды в за- висимости от почвенно-гидрологических условий в следующем виде:
Песчаная сухая почва
Супесчаная свежая
и переувлажнённая почва
Суглинистая свежая почва
Суглинистая переувлажненная почва
Торфянистая почва (осушаемое переходное
болото)
сосново-берёзовый с участием ели древостой
сосново-берёзовый древостой
сосновый с участием берёзы древостой
сосново-берёзовый с примесью ели древостой
сосново-берёзовый древостой
сосново-берёзовый с примесью ели древостой
елово-сосновый с участием берёзы древостой древостой
еловый с участием берёзы и сосны древостой
сосновый с участием берёзы древостой
Дальнейшее развитие древостоев без антропогенного вмешательства, с большой долей вероятности приведёт к увеличению доли берёзы в составе формируемых насаж- дений. При планомерных рубках ухода можно сформировать отвечающий условиям произрастания чистый хвойный древостой, или с участием берёзы.
Для прогнозирования будущего состава древостоев был проведён анализ такса- ционных показателей спелых древостоев по участковым лесничествам, где располага-
ются исследуемые опытные объекты. Анализ показал, что в зависимости от состава древостоя значительно изменяются средние высоты и диаметры сосны и ели в спелых насаждениях. Установлено, что максимальный запас по хвойному ярусу складывается в древостоях с породным составом 5С4Е1Б. По сосне запас составляет 109 м3, по ели 88 м3, итого – 197 м3. Меньший запас выявлен в условно чистом древостое сосны (9С1Е) – 142 м3. В насаждениях состава 4С2Е3Б1Ос запас по хвойному ярусу составляет 141 м3. Такие же показатели по хвойному ярусу наблюдаются в древостоях состава 7С1Е2Б. В основном спелый сосновый древостой представлен древесиной средней категорией крупности.
В отличие от сосновых насаждений, где в условиях Тихвинской гряды можно наблюдать насаждения, имеющие в составе 10 единиц сосны, наиболее представленный в регионе еловый древостой имеет только 8 единиц ели в составе. С уменьшением доли ели в составе наблюдается уменьшение средней высоты древостоя.
Наибольший запас в смешанных насаждениях по хвойному ярусу с преобладани- ем ели формируется в древостоях состава 8Е1С1Б: по ели – 215 м3, по сосне – 54 м3, итого – 269 м3. Также можно отметить уменьшение запаса хвойного яруса при умень- шении доли участия ели в составе насаждения. Наибольший запас хвойного яруса сме- шанных древостоев с участием березового компонента формируется в насаждении с до- лей участия сосны 8 единиц и березы 2 единицы. На долю соснового элемента леса приходится 132 м3, на долю березы – 34 м3. В древостоях с господством сосны в составе преобладает средняя по категории крупности древесина, 65-78%. Крупнотоварная дре- весина ели выявлена только в хвойных древостоях с долей участия сосны от 2 до 4 еди- ниц в составе. В основном еловый древостой представлен древесиной средней катего- рией крупности.
Оптимальным соотношением запаса и выхода крупной древесины по хвойному ярусу характеризуются древостои с составом 8С2Е, 7С1Е2Б, а также 5С4Е1Б. По- видимому, в условиях ландшафта Тихвинской гряды будет целесообразно формировать к возрасту спелого насаждения, в зависимости от почвенно-гидрологических условий, древостои с данными показателями состава.
Анализируя товарную структуру древостоев с преобладанием ели, можно отме- тить, что так же, как и в насаждениях с преобладанием сосны, независимо от присут- ствия ели в составе древостоя, преобладает средняя по категории крупности древесина, от 57% до 71%. В отличие от насаждений с преобладанием сосны, выход крупнотовар- ной древесины в насаждениях с преобладанием ели в черничном типе леса выше и со- ставляет от 9% до 28%. Наибольший выход крупнотоварной древесины ели наблюдает- ся в насаждении с 7 единицами ели, например, 7Е1С2Б. Также высокий выход крупно- товарной древесины, до 20%, наблюдается в древостоях с породным составом 6Е2С1Б1Ос и 4Е2С4Ос+Б. В насаждениях с преобладанием ели крупнотоварная древе- сина сосны варьирует от 8 до 32%.
ВЫВОДЫ
1. Для района исследования (ландшафт Тихвинской гряды, Ленинградская об- ласть) выявлена значимая корреляционная обратная связь горимости лесов с выпадени- ем атмосферных осадков в течение пожароопасного сезона (апрель-сентябрь). С темпе- ратурным режимом в сезоне такая связь практически отсутствует. Следовательно, для возникновения возгораний в лесу наиболее важным является длительное отсутствие осадков, формирование атмосферной засухи, и, как следствие, пожарная зрелость лес- ной подстилки и напочвенных горючих материалов.
2. На фоне стабильного режима атмосферных осадков в течение пожароопасно- го сезона за длительный ряд лет наблюдается тренд увеличения среднесуточных темпе- ратур за период апрель-сентябрь. Однако это не будет представлять угрозы, если будет действовать комплекс профилактических противопожарных мероприятий и режим ран- него обнаружения возгораний в районе исследования.
3. На лесных участках, пройденных низовыми пожарами, в зависимости от поч- венно-гидрологических условий происходит разнонаправленное формирование сме- шанных хвойно-лиственных молодняков. Это связано с гранулометрическим составом, режимом увлажнения почв, с содержанием органического вещества и кислотностью почв.
4. Формирование живого напочвенного покрова в постпирогенных молодняках зависит от доминирующей древесной породы в составе восстановленных насаждений и от стадии их формирования.
5. Для постпирогенного возобновления молодняков отмечается разная доля проективного покрытия живого напочвенного покрова, что связано с почвенно- гидрологическими условиями и разной густотой молодняков.
6. Общей тенденцией для постпирогенных молодняков является наличие в про- ективном покрытии от 30% до 80% вересковых (Calluna vulgaris) и злаковых (Poaceae), а также мохового покрова.
7. Подлесок постпирогенных молодняков представлен в основном рябиной обыкновенной (Sorbus aucuparia) и ивами (Salix). Общей закономерностью является тесная связь густоты подлеска с органическим веществом почвы и меньшая зависи- мость густоты от почвенной кислотности.
8. Связь густоты подлеска с гранулометрическим составом почв имеет тесную связь на участках с постпирогенным возобновлением ели и березы. Для молодняков с преобладанием сосны эта зависимость менее выражена. Средообразующая роль фито- ценозов, как правило, переходит от живого напочвенного покрова и подлеска к древес- ным видам, формирующим будущий материнский древостой.
9. Разнообразие постпирогенного возобновления древесных пород в зависимо- сти от почвенно-гидрологических условий предоставляет возможность составления прогнозных схем формирования древостоев различного состава.
10. Анализ таксационной и товарной структуры спелых насаждений с преобла- данием сосны и ели в районе исследования показывает, что наиболее продуктивными по запасу и выходу крупнотоварной древесины в серии черничных типов леса являются сосняки состава 8С2Е, 7С1Е2Б, 5С4Е1Б и ельники состава 7Е1С2Б, 4Е2С4Ос+Б.
11. На участках после воздействия низовых пожаров, площадью до 5 га, проис- ходит в целом успешное лесовосстановление сосны и ели, и создание лесных культур здесь нецелесообразно с экономической и экологической точек зрения. Необходим пла- номерный уход за формируемыми насаждениями в течение всего цикла лесовыращива- ния.