Густота лесных культур

Под густотой лесных культур понимается число деревьев и кустарников на единице площади после проведения посадки. Густота зависит от размещения деревьев —ширины междурядий и расстояния между деревьями в ряду. В лесу в результате естественного отбора выживают самые жизнеспособные и здоровые растения, образуется оптимальная для роста деревьев густота. В природных условиях происходит обильный посев семян древесных и кустарниковых пород, но лишь незначительная их часть прорастает, и появляется самосев и подрост. На успешное прорастание семян влияют многие факторы: благоприятные погодные условия, минерализация почвы, высокое качество семян, отсутствие или минимальное рекреационное воздействие на определенный участок леса и др. Многие сеянцы погибают, и до 50-летнего возраста в сосновых насаждениях остается от 400 до 1750 деревьев на 1 га, лиственницы — до 1000 шт./га, ели — до 2950, пихты — более 5000, березы — до 1350 шт./га. В среднем в десятилетних молодняках произрастает 5—10 тыс. деревьев на 1 га, к 40—50-летнему возрасту их число уменьшается до 1500—2000 шт./га, а к 100 годам сохраняется только 500—700 шт./га.

Густота лесных культур является одним из важнейших параметров выращивания продуктивных искусственных древостоев, так как определяет дальнейшую технологию содержания и сохранения древесной популяции. Много споров до сих пор вызывает определение первоначальной густоты при создании лесных культур. В зарубежных странах имеются различные критерии по числу деревьев на единицу площади. В Скандинавии принято создавать культуры селекционным материалом с густотой 1,5—2 тыс. шт./га, в Западной Европе число деревьев на 1 га составляет 4—5 тыс., в Финляндии — 2—2,5 тыс. В Беларуси принято сажать 10—15 тыс. деревьев на 1 га, в Казахстане — 6,6 тыс., в России — от 4 до 10 тыс.

Нормативными документами рекомендуется первоначальная густота культур, созданных сеянцами с открытой корневой системой, не менее 3 тыс. шт./га в таежной зоне и в хвойно-широколиственных лесах на свежих, влажных и переувлажненных почвах. В лесостепной зоне и на сухих почвах должно быть не менее 4 тыс. шт./га. При посадке саженцев или сеянцев с закрытой корневой системой возможно уменьшение густоты до 2 тыс. шт./га.

Поскольку число деревьев сразу после проведения лесопосадочных работ значительно отличается от числа сохранившихся более взрослых деревьев в искусственном насаждении, для определения густоты применяют два основных понятия:

• 1) густота посадки, или густота первоначальной посадки культур;
• 2) густота стояния лесных культур.

Густота посадки, или первоначальная густота, — это число растений, высаживаемых пород сразу после проведения лесопосадочных работ на 1 га лесокультурной площади согласно применяемому типу культур. При посеве учитывают количество посевных мест на 1 га.

Густота посадки (Г_п), или число посадочных мест (шт/га), вычисляются по формуле

где В — ширина междурядий, м; Е — шаг посадки (расстояние между растениями в ряду), м.

С ростом и увеличением возраста важное значение принимает густота стояния лесных культур — наличие на 1 га фактического количества растений выращиваемой древесной или кустарниковой породы определенного возраста. В лесных культурах разных пород зачастую на увеличение высоты, диаметра и запаса больше влияет густота стояния, а не первоначальная густота.

В зависимости от числа деревьев на единице площади имеется шкала градаций густоты посадки:

• • крайне редкая густота посадки — менее 1,5 тыс.;
• • очень редкая — около 2—2,4 тыс.;
• • редкая — 2,5—4,9 тыс.;
• • средняя — 5,0—6,9 тыс.;
• • повышенной густоты — 7,0—9,9 тыс.;
• • густая — 10—3,4 тыс.;
• • очень густая — свыше 13,5 тыс. шт./га.

Следует учесть, что понятие «густая» или «редкая» посадка весьма относительно, так как в разных почвенно-климатических условиях оно имеет разное количественное значение.

Часто встречается термин оптимальная густота лесных культур, при которой растения имели бы наибольший запас, сортиментную структуру, прирост, хорошую очищаемость от сучьев, устойчивость к вредителям и болезням, продуктивность ассимиляционного аппарата и др. Усовершенствованной оптимальной густоты, подходящей для определенных пород, не существует, так как критерий оптимальности меняется в зависимости от возраста культур. В молодняках оптимальной будет густота, обеспечивающая максимальный прирост в высоту, отсутствие конкуренции, использование в полной мере солнечного света и питательных веществ в почве. Для средневозрастных, приспевающих и спелых искусственных насаждений оптимальная густота должна обеспечивать наибольшую продуктивность. Применительно к определенным почвенно-климатическим и экономическим условиям более правильным будет термин не оптимальная, а рациональная густота.

При создании искусственных насаждений появляется возможность полностью использовать потенциальную производительность участка для выращивания продуктивного и качественного будущего древостоя. Для этого необходимо определение особенностей роста и развития культур различной густоты в конкретных почвенно-климатических условиях. При выборе густоты и схемы размещения культур следует не только руководствоваться конечным результатом — получением продуктивных и устойчивых насаждений, но и принимать во внимание экономическую эффективность. Поэтому густота посадки зависит в первую очередь от породы и почвенно-климатических условий. На выбор густоты также влияет срок смыкания крон (для определения кратности и продолжительности агротехнических уходов); дифференциация и самоизреживание насаждений (назначение приемов рубок ухода); быстрота роста в высоту, по диаметру и запасу (продуктивность насаждений); возможность механизации производства культур; экономические показатели (затраты на выращивание искусственных насаждений и прибыль от реализованной древесины). Кроме того, густота посадки зависит от целевого назначения культур: плантационные культуры создаются более редкими, а культуры для получения качественной древесины — густыми. Для увеличения устойчивости культур сосны в жестких условиях местопроизрастания, например, в сухой степи, их создают очень густыми.

Нельзя однозначно определить преимущества густой и более редкой посадки. Вопрос о рациональной густоте нужно решать исходя из экономической эффективности и цели выращивания культур. В большинстве исследований выявлено, что увеличение роста по диаметру происходит в редких посадках. Но с возрастом в насаждениях с разной первоначальной густотой происходит выравнивание данного показателя. В густых посадках высота хвойных деревьев больше только в молодняках, с возрастом различия в росте растений в редких и густых культурах сглаживаются. Молодые густые посадки наиболее полно используют почвенное плодородие, свет, влагу и накапливают большой запас органики, но с увеличением возраста разницы в продуктивности между этими насаждениями и более редкими посадками не наблюдается. Объем промежуточного пользования в густых культурах больше, чем в редких, но в густых молодняках в результате рубок ухода древесина имеет небольшую стоимость. В густых культурах получают максимальное количество фитомассы, а в редких — больше деловой древесины при сокращенных сроках выращивания.

В густых культурах раньше и интенсивнее наблюдаются различия в сомкнутости полога насаждения и начинается изреживание. С возрастом различия в густоте из-за естественного отпада выравниваются. Нельзя однозначно сказать, что при большой густоте сомкнутость крон происходит быстрее, чем в менее густых посадках. Скорость смыкания крон в значительной мере зависит от условий произрастания. Так, по данным исследований в Северной Европе, чтобы добиться сомкнутости крон к 10-летнему возрасту, следует создавать культуры до 30 тыс. шт./га. Но следует учесть, что при густоте 7—10 тыс. шт./га рост сосны замедляется, состояние деревьев ухудшается, а самоизреживание усиливается.

Густота культур влияет также на повреждаемость деревьев грибными болезнями, вредителями и животными. Меньшая густота повышает устойчивость деревьев к заболеванию корневой губкой, так как при редком стоянии деревьев не происходит контакта больных и здоровых корней. Также сосна меньше повреждается снежным и обыкновенным шютте и бактериологическими заболеваниями, но густые посадки более защищены от повреждения хрущами. Густые насаждения сосны меньше повреждаются животными, напротив, редкие посадки ели с хорошими развитыми ветвями способствуют защите от облущивания стволов лосями.

Экономическая эффективность определяется по стоимости полученной древесины с учетом затрат на создание, содержание и сохранение лесных культур. Затраты на выращивание редких лесных культур планируются меньше, чем на создание более густых насаждений за счет уменьшения стоимости посадочного материала и рабочего времени на посадку. Один из факторов выбора более редкой посадки — снижение затрат на проведение рубок ухода, так как более прибыльной статьей является заготовка лесоматериалов с максимальным запасом в возрасте главной рубки.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что при определении оптимальной (рациональной) густоты необходимо руководствоваться целевым назначением культур, ходом роста определенной породы в конкретных условиях, экономическим потенциалом лесного предприятия, а также учитывать почвенно-климатические и другие условия, влияющие на приживаемость, сохранность и рост искусственных насаждений. При этом оптимальная густота посадки зависит:

• • от биологических особенностей растений (светолюбивые растения высаживаются реже);
• • условий среды (в бедных и сухих местопроизрастаниях культуры создаются более густыми из-за большого отпада в первые годы жизни);
• • размещения и схем смешения (чистые культуры закладываются более густыми);
• • метода производства культур (посевы получаются более густыми по сравнению с посадкой);
• • вида посадочного материала (сеянцы с закрытой корневой системой высаживаются реже);
• • целевого назначения культур (для получения средней и крупной деловой древесины культуры создают более редкими).

Оптимальная густота стояния зависит:

• • от возраста древесных и кустарниковых пород;
• • технологии содержания культур;
• • экономических условий и потребности в древесине.

С целью выявления оптимального размещения растений на лесо- культурной площади применяется коэффициент использования площади питания выращиваемого древостоя (КИПП), который определяется по формуле

где N — густота посадки, тыс. шт./га; В — шаг посадки, м; Е — ширина междурядий, м.

При значении коэффициента 0,6—1,2 создаются оптимальные условия для жизнедеятельности культивируемых растений, их размещение гарантирует быстрый рост до смыкания крон и не требует применения первых приемов рубок ухода. Если значение КИПП менее 0,5, то после смыкания крон необходимо проведение рубок ухода с целью увеличения площади питания и доведения КИПП до оптимального значения — 0,6—1,2. При КИПП больше 1,3 деревья на участке стоят очень редко и лесокультурная площадь используется нерационально. Значения КИПП определены для несомкнувшихся сосновых и еловых лесных культур и требуют уточнения величин коэффициента для конкретных условий.

Одинаковую густоту посадки культур можно регулировать, изменяя ширину междурядий и расстояние между растениями в ряду. Для определения равномерности распределения древесных и кустарниковых пород на лесокультурной площади применяют индекс равномерности (И_р), который рассчитывается по формуле

где В — ширина междурядья, м; Е — расстояние между растениями в ряду (шаг посадки), м.

Если индекс равномерности примерно равен 1,0, размещение растений можно считать оптимальным, при котором площадь питания растений позволяет минимизировать конкуренцию в течение определенного времени, обеспечить условия для комфортного произрастания деревьев, развития корневых систем, формирования кроны и ассимиляционного аппарата. Наиболее распространенной конфигурацией с индексом, близким к 1, является квадратное или прямоугольное размещение.

В настоящее время с целью выращивания менее густых насаждений и увеличения доли механизированных работ ширина междурядий значительно превышает шаг посадки. Выявлено, что значение индекса неравномерности не должно быть больше 6,0, так как при неравномерном размещении у деревьев будут формироваться флагообразная крона, сучковатость, однобокое развитие корней, значительно ухудшаться состояние культур.

В заключение приведем общие требования, предъявляемые к густоте культур:

• • густота посадки и стояния должна соответствовать почвенноклиматическим и лесоводственным условиям;
• • густота посадки и стояния должна быть рациональной — такой, чтобы увеличение запаса и накопление биомассы происходили при минимальных затратах на создание и содержание искусственных насаждений;
• • густота посадки должна обеспечивать быстрое смыкание крон для подавления сорной растительности, нормальный рост деревьев, очищение ствола от сучьев, формирование правильной формы кроны и равномерно развитой корневой системы;
• • густота посадки и стояния должна обеспечивать устойчивость лесных культур к вредителям и болезням, ветровалу, бурелому и снеговалу;
• • густота посадки должна учитывать возможность гибели растений в первый—пятый годы роста.

Густота культур при различном размещении приведена в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Густота посадки лесных культур (шт./га)

Вопросы и задания для самоконтроля

• 1. Дайте определение понятия «лесные культуры».
• 2. Что понимается под лесокультурной площадью?
• 3. Что такое воспроизводство лесов?
• 4. Что понимается под термином «лесоразведение»?
• 5. Какими путями можно провести лесовосстановление?
• 6. Что такое технология создания и выращивания лесных культур?
• 7. Дайте определение метода выращивания лесных культур.
• 8. Чем обусловлен выбор метода выращивания лесных культур?
• 9. Назовите категории лесных культур.
• 10. Перечислите виды лесных культур.
• 11. Как разрабатываются виды лесных культур?
• 12. От чего зависит состав лесных культур?
• 13. Назовите характеристики взаимоотношений древесных пород в лесных культурах.
• 14. В чем заключаются биотрофное и биофизическое влияние растений?
• 15. Дайте характеристику аллелопатического влияния растений.
• 16. От чего зависит размещение посадочных и посевных мест?
• 17. Что понимается под густотой лесных культур?
• 18. Как можно определить густоту лесных культур?