Дипломная работа: Анализ роста сосны обыкновенной (pinus silvestris) на территории государственного лесного природного резервата "Семей орманы"

Дипломная работа: Анализ роста сосны обыкновенной (pinus silvestris) на территории государственного лесного природного резервата "Семей орманы"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ШАКАРИМА

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: Анализ роста сосны обыкновенной (pinus silvestris) на территории государственного лесного природного резервата «Семей орманы»

Выполнил: студент 5 курса ИСИН А.

Руководитель: КОЖЕБАЕВ Б.Ж.

Семипалатинск 2007

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

2. Краткая характеристика хозяйства

2.1       Природно-климатические условия

2.2       Хозяйственно-экономическая характеристика

2.3       Охрана труда и техника безопасности

2.4       Охрана лесов

3. Собственные исследования

3.1       Цель и задачи исследования

3.2       Материал и методы исследования

3.3       Результаты исследования

3.4       Народнохозяйственное значение сосны и ее экономическая эффективность

Выводы и предложения

Введение

Велика роль леса в жизни человека. В лесу заготавливают большое количество древесины, из которых вырабатывают десятки тонн различных изделий и продуктов. Но нельзя смотреть на лес только как источник древесины.

В деле сохранения и существования окружающей среды велика роль древесной растительности. Велика роль лесов в сохранении состава и чистоты воздуха. Единственными организмами, разлагающими углекислый газ и возвращению кислорода в атмосферный воздух являются зеленные растения. В природном лесу столько произрастают древесины, столько же и сгнивает, без какой либо пользы для человека. Поэтому хозяйство в лесу нужно организовать так, чтобы молодые деревья использовались на нужды общества.

Деревья имеют большую поверхность листьев или хвои эта поверхность превышает занятую ими площадь в 6-12 раз. Вследствии движения воздуха в насаждениях на листьях и ветвях оседает значительное количество механических примесей и воздух очищается. Летучие органические вещества выделяемые растениями (фитоциды), вызывают гибель микроорганизмов, содержащиеся в воздухе, в том числе и вредные для человека. Такую же роль играют и образующиеся в хвойных лесах скипидар и озон.

Лес — источник древесины. Древесина является основным продуктом леса. Ее значение в народном хозяйстве огромно. Несмотря на то, что с каждым годом в строительстве увеличивается доля участия железа, цемента и полимеров, а топливный газ вместе с другими горючими материалами вытесняет использование древесины как дров, спрос на древесину с каждым годом возрастает. Благодаря применению химии и другим способам переработки древесное сырье становится материалом для тончайших промышленных и хозяйственных продуктов и предметов потребления. Древесина — это прежде всего пиломатериалы, фанера, бумага, картон, древесноволокнистые и древесностружечные плиты.

В дальнейшем предусматривается увеличение выпуска лесной продукции, в том числе древесноволокнистых и древесностружечных плит. Рост объема лесопродукции будет осуществляться в основном за счет использования и переработки древесины, оставляемой на лесосеках, а также за счет отходов промышленного лесопиления.

Дома и мебель, шпалы и рудничная стойка, бумага и сахар делаются из древесины. Более прочные и долговечные материалы вытесняют древесину из строительства. Все чаще изготовляют мебель из полимерных материалов, а деревянные шпалы заменяют бетонными. Однако 5 млн. мг высококачественной древесины ежегодно расходует мебельная промышленность. И хотя уменьшается доля использования древесины отдельными строительными и другими объектами народного хозяйства, увеличиваются объемы и мощности предприятий, а также их численность, и в общем итоге спрос на древесину возрастает.

Целлюлозно-бумажная промышленность является одним из основных потребителей еловой, осиновой, березовой и другой древесины. Более 25 т бумаги можно получить с 1 га леса, Более 35 млн. ж3 древесины ежегодно расходуется на изготовление всевозможной тары. На каждые 100 мг заготовленной древесины приходится '/з м3 фанеры.

Из древесины изготовляют плитные материалы, искусственное волокно, шерсть, живицу и другие ценные продукты леса. Из живицы добывают канифоль, скипидар, камфару. Из древесины готовят древесный спирт, древесный уксус, уксусную кислоту и ацетон. Отстойные смолы применяют для изготовления флотационного масла и креозота. Целлюлоза, получаемая в результате химической переработки древесины, является сырьем для бумаги, нитроклетчатки (основы взрывчатых веществ), кинопленки, целлулоида, нитролаков, ацетилцеллюлозы (материала для пластмассы, вискозы, целлофана).

Древесина —сырье для глюкозы (виноградного сахара, винного спирта, синтетического каучука). Из древесины приготовляют кормовой сахар, древесный уголь, древесную смолу, горючий (газогенераторный) газ, дубильные вещества и другие продукты. 1 м³ древесины дает 200 кг целлюлозы, или 200 кг писчей бумаги, либо 6000 м2 целлофана, либо 5—6 л древесного спирта, или 70 л винного спирта, или 160 км искусственного волокна. Из 1 м³ древесины осины получают 1 млн. спичек.

Огромное разнообразие продуктов изготавливают из древесины. К ним относятся прочные красивые ткани, трудно отличимые от натурального шелка и натуральной шерсти, бумага, уксусная кислота, эфирные масла, канифоль, витамины, сахар, белки, жиры и другие многочисленные изделия, имеющие огромное значение в экономике стран мира.

Лес — источник ценных продуктов и сырья. Леса не только богаты древесиной. Они хранят много ценных продуктов питания. В лесах Сибири и Дальнего Востока ежегодно созревает около 1,5 млн. г кедровых орехов, более 3 млн.т брусники, 1,4 млн. т малины, 1,4 млн. т черники, 0,805 млн. г смородины, а также голубика, клюква и многие другие ценные продукты. Ежегодный урожай грибов в Сибири превышает 2 млн. т.

В лесах нашей страны добывают пушнину, дичь, лекарственное и техническое сырье. И если на протяжении тысячелетий леса использовали в основном для получения древесины (топлива и строительных материалов), то теперь лесные массивы рассматривают как источник кислорода, ценнейшего сырья, используемого для получения исключительно разнообразных продуктов и предметов народного потребления.

Сбор грибов и ягод в наших лесах составляет постоянный промысел населения.

Леса являются источником многих лекарств. Особенно ценятся витаминоносы: калина, шиповник, черная смородина, сосна,ель и др. Для изготовления лекарств используются почки березы, листья дурмана, папоротник, женьшень, цветы липы, ромашки, ландыша, одуванчика и др.

Цветки ряда кустарников и деревьев являются источником получения медовых «взяток». Цветы одной липы могут дать столько же меда, сколько дадут цветы гречихи с 1 га.

Охота на диких зверей и птиц является одним из важных промыслов населения. В лесах нашей страны водится более 100 видов зверей и более 200 видов птиц.

Лес —источник здоровья людей. Лесные насаждения предохраняют жителей городов и сел от пыли и вредных газов, дыма и копоти, от шума движущегося транспорта, тем самым способствуя укреплению здоровья человека.

Кроны деревьев содействуют образованию лечебного озона, цветы, плоды, почки и листья выделяют особые вещества — фитонциды, убивающие микробов— возбудителей болезней человека и животных. Пыль, находящаяся в воздухе, снижает действие солнечных лучей и поглощает ультрафиолетовые лучи. Количество пыли в 1 см3 воздуха в парках городов значительно меньше, чем в воздухе над булыжной мостовой, где нет деревьев. Если в лесном воздухе пыли почти нет, то в воздухе крупных промышленных городов на 1 км2 выпадает до 400 г пыли и копоти в год. Листья деревьев задерживают эту массу.

Лесные насаждения являются лабораторией, в которой вырабатывается кислород. Листья деревьев, поглощая углекислый газ, обогащают воздух кислородом. Зеленые насаждения, произрастающие на 1 га, поглощают из воздуха за сутки 24 кг углекислоты или столько же, сколько ее за это время выделяют 5000 человек.

Отсюда понятна роль зеленых зон и лесопарковых насаждений, окружающих города и поселки. Не требуя никаких компенсаций, «зеленая кладовая» щедро раздает свои неистощимые богатства людям.

Лес—-хранитель влаги и почвы. Помимо огромного благотворного влияния на климат и оздоровление воздуха, лес улучшает водный режим почвы, задерживает суховеи, охраняет реки от высыхания, повышает плодородие сельскохозяйственных полей, предотвращает движение песков, закрепляет овраги и балки.

Лес регулирует режим поступления воды в реки. Вырубка леса способствует более высокому поднятию воды в реках во время половодья. В результате этого резко увеличивается поверхностный сток воды и уменьшается внутрипочвенный. Снижается уровень грунтовых вод, пересыхают родники и водные колодцы.

Лес предохраняет почву от эрозии. Большие площади пахотных и других продуктивных земель оказываются непригодными для выращивания сельскохозяйственных культур. Основной причиной ее является уничтожение лесов. В связи с этим наряду с другими мероприятиями разведение лесов и создание полезащитных лесных полос различных конструкций являются препятствием на пути эрозии.

Особенно важную роль в предотвращении эрозии в горах выполняют горные леса. Поэтому правильная лесоводственно-обоснованная рубка леса в горных условиях всегда должна быть на вооружении лесоводов. Селевые потоки, как правило, являются следствием оголения лесных площадей в горах. В результате вырубки лесов в верховьях рек хлопковые поля, расположенные в низовьях, затягиваются грязью и заваливаются крупными камнями в весеннее время или во время дождей и остаются без воды в летнее время.

Охрана и приумножение леса — всенародное дело. Сохранение и приумножение лесов приводит не только к бесперебойному обеспечению народного хозяйства древесиной и другими ценными продуктами, но и к сохранению и увеличению животного мира, запасов рыбы в естественных водоемах, улучшению климата. Таким образом, условия жизни для человека становятся лучше. В связи с этим охране леса издавна уделяется большое внимание. Еще Петр I в 1701 г. запретил рубку леса в бассейнах рек. Им же были выделены заповедные виды деревьев и заповедные лесные массивы. Запрещалось пасти скот без пастуха. За рубку казанских и нижегородских лесов определялось жестокое наказание. В 1722 г. Петром I была проведена очень важная реформа в лесном хозяйстве, положившая начало организации лесного хозяйства как отрасли, возглавляемой специальной канцелярией во главе с министром.

Работники лесного хозяйства успешно решают многие трудные задачи по лесовосстановлению, рациональному использованию лесосечного фонда, уменьшению потерь древесины при ее заготовке, транспортировке и переработке, размещению лесной промышленности в соответствии с наличными лесосырьевыми ресурсами.

Главная проблема лесоводства —приумножение наших лесных богатств и повышение их продуктивности — решается на научной основе в соответствии с разработанными системами мероприятий. Успехи в решении этой проблемы зависят от того, насколько глубоко и твердо будут усвоены и соблюдены правила ведения лесного хозяйства. Приемы и методы хозяйствования в лесу требуют специальных знаний по биологии леса — жизни лесных насаждений. В связи с этим основной целью предмета, в частности, первого его раздела, «Лесоведения», является изучение особенностей древесных и кустарниковых пород, выявление взаимосвязей между потребностями формирующихся древостоев и условиями среды, усвоение закономерностей роста и развития древесных пород и насаждений. На основе биологии леса представляется возможным изучение и практическое внедрение в производство лесохозяйственных и других мероприятий, составляющих второй раздел курса, «Лесоводства», излагающего методы выращивания леса и повышения его продуктивности.

Благотворная деятельность лесоводов поистине неоценима. Величие лесовода заключается в том, что он один из первых в процессе своей повседневной работы создает то, чем сам может и не воспользоваться, но что будет с благодарностью оценено потомками. Деятельность лесовода может быть подчеркнута словами чеховского героя Астрова: «Когда я слышу, как шумит молодой лес, посаженный моими руками, я сознаю, что климат немножко и в моей власти и что, если через тысячу лет человек будет счастлив, то в этом немножко буду виноват я. Когда я сажаю березку и потом вижу, как она зеленеет и качается от ветра, душа моя наполняется гордостью...»

Но лес не только источник древесины и других продуктов, не только один из компонентов среды обитания человека. Лес – это неиссякаемый источник красоты, вдохновляющий писателей, поэтов, художников и композиторов. Первые звуки музыки, очевидно появились как подражание пению птиц, шелесту листьев, стрекоту кузнечиков, журчанию ручья. И всегда и везде первоисточником музыки оставалась природа, в частности лес. Лесу посвятили лучшие полотна Васнецов Саврасов, Поленов и Ливитан и многие другие художники. Певцом русского леса был Шишкин.

1. Обзор литературы

По свидетельству ученых и философов, уже в V в. до н. э. земледельцы выращивали леса для обеспечения своих потребностей в лесоматериалах. По мере развития цивилизации на Земле пользование лесом становится все более целенаправленным. В книгах, написанных в IV в. до н. э., описаны лесохозяйственные мероприятия по улучшению использования леса и восстановлению его на опустошенных землях. Отдельные положения по лесоводству сформулированы в различных сельскохозяйственных энциклопедиях (IX - X вв).

Государственный интерес к лесному делу был проявлен во времена Петра I. В официальных указах Петра неоднократно подчеркивалось государственное значение лесов. Высокопроизводительные леса нужны были для развития корабельного флота. Однако мысли людей науки не ограничивались мероприятиями по использованию леса для нужд человека. Появились догадки, а затем и доказательства о водоохранном, водорегулирующем, почвозащитном, климатоулучшающем значении лесов.

Основы лесоводственной науки были заложены в трудах гениальных русских ученых М. В. Ломоносова, А. Л. Нартова, А. Т. Болотова и др.

Ллесоводственная наука развивалась сравнительно быстрыми темпами. Уже в 1804 г. вышел в свет первый учебник начальных основ лесоводства, автором которого являлся Е. Ф. Зябловский. Достоянием лесоводов становятся опубликованные работы А, В. Теплоухова, А. Варгаса, П. Перелыгина, Д. И. Менделеева, В. В. Докучаева и др.

В середине и во второй половине XIX в. в лесной науке стали известны работы Ы. В. Шелгунова, М. К. Турского, Ф. К. Арнольда, Д. М. Кравчинского, А. Ф. Рудзкого и др. В конце XIX и в начале XX в. к ним присоединяются труды Н. С. Нестерова, Г. Н. Высоцкого, Л. И. Яшнова, М. Е. Ткаченко, В. Н. Сукачева и др.

В создании и развитии русской лесной науки большая роль принадлежит проф. Г. Ф. Морозову, столетие со дня рождения которого широко отмечено в 1967 г. Его книга «Учение о лесе» за период с 1912 г. по 1949 г. издана семь раз.

Ценность книги Г. Ф. Морозова «Учение о лесе» заключается в том, что впервые в мире в ней дана стройная теория жизни леса. На основе фактического материала своих наблюдений, а также русских и зарубежных исследователей Г. Ф. Морозов установил закономерности развития леса и восстановления его по мере использования. Лес рассматривается как явление географическое.

Впервые в истории лесоводства убедительно прозвучало положение о единстве организмов и среды. Лес рассматривается как сложное общежитие живых существ в непременной связи с внешней средой. Понятие о лесе включало в себя совокупности растений и животных, взаимодействующих между собой и окружающей средой и находящихся в непрерывном изменении. По Г. Ф. Морозову, лес есть явление географическое. Разнообразные формы леса и жизнь его не могут быть понятны вне связи леса с внешней средой.

Основываясь на взглядах Ч. Дарвина, Г. Ф. Морозов связывал жизнь леса с борьбой за существование, приводящей к естественному отбору. Индивидуальная изменчивость форм у древесных растений сильно развита. Процесс естественного отбора характерен и для древесных пород. Наиболее приспособленные к условиям среды организмы выживают, а наименее приспособленные отмирают. Древесные породы сохраняют по наследству материнские и отцовские признаки, а изменчивость свойств деревьев не имеет предела.

Для современного лесоводства важное значение приобретает положение, сформулированное Г. Ф. Морозовым, о соответствии древесных пород условиям среды. Только при соответствии древесных растений условиям место произрастания возможен желаемый эффект при выращивании высокопродуктивного леса.

Представляя лес как подвижную равновесную систему, Г. Ф. Морозов считал необходимый активно вмешиваться в жизнь леса, регулировать искусственным путем процесс естественного отбора. Он говорил о том, что в лесоводстве должна возникнуть особая глава о сознательном отборе, представляющем собой регулирование естественного отбора в условиях и в порядке хозяйственной дисциплины. В связи с этим глубокое познание природы леса и активное воздействие на него путем создания лесных культур, селекции, рубок ухода и других мероприятий являлось основным в его учении о лесе.

Проф. Г. Ф. Морозов является создателем классического учения о смене древесных пород. По его утверждению, в природе все течет и изменяется. И лес, как ни устойчив он в отдельных своих формах и проявлениях, тоже подвержен тому же закону. Жизнеспособность леса зависит от степени соответствия древостоя условиям его среды.

Особенно ярко проявился талант Г. Ф. Морозова в созданном им учении о типах леса. Это учение получило всеобщее признание у нас в стране и за границей. Оно стало основой для дальнейшей разработки типологических направлений В. Н. Сукачева, П. С. Погребняка, В. Г. Нестерова, И. С. Мелехова и др. Высокой оценкой русской типологической школы на IV мировом лесном конгрессе русское лесоводство обязано прежде всего Г. Ф. Морозову.

В отечественном лесоводстве наиболее известна внугривидовая классификация сосны обыкновенной Л.Ф. Правдина (1964). Он выделил 5 подвидов (или географических рас) сосны: обыкновенную лесную, крючковатую, северную лапландскую, сибирскую и кулундинскую (или южную степную). Внутри каждого подвида выделяются климатические экотипы и почвенные или эдафические экотипы. Например, сосна меловая и сосна болотная.

Климатип (или географическая разновидность) рассматривается как наибольшая популяция, внутри которой невозможно установить различие связанное с географической широтой и высотой над уровнем моря (Дж. Райт, 1978).

Современная концепция вида трактует его как систему популяций (Н.В. Тимофеев-Ресовский и др., 1973; Э. Майр, 1974). Попу-ляционный подход при изучении главнейших видов-лесообразова-телей представляет качественно новый этап в лесной науке. Популяция во все большей мере рассматривается в лесоводстве как основная единица эксплуатации, охраны и воспроизводства вида (С.А. Мамаев, Л.Ф. Семериков, А.К. Махнев, 1988). Своеобразие попу-ляционной структуры у древесных растений определяется их биоэкологическими особенностями: долговечностью, панмиксией, широтой ареала. Популяции древесных растений, в особенности сосны обыкновенной, велики по численности особей, границы их размыты, имеются переходные зоны. Наследственные свойства и признаки изменяются в пределах ареала постепенно (клинально) в соответствии с изменением физико-географических условий. Учитывая географическую изменчивость сосны обыкновенной, на территории бывшего Советского Союза выделено 85 лесосеменных районов.

2. Краткая характеристика хозяйства

2.1 Природно-климатические условия

Восточно-Казахстанская область – одна из крупных промышленных, сельскохозяйственных регионов Республики Казахстан, занимает общую площадь 28051,2 тыс.га. Территория края вытянута по широте от 40° до 51° и находится на долготе от 76° до 86° восточной долготы.

Рельеф характеризуется наличием высоких, средних и низких гор, предгорных и обширных межгорных долин. Абсолютная высота изменяется от 250 м на западе, до 2962 м на юго-востоке и до 4506 м на востоке. Климат области резко континентальный с холодной зимой и жарким засушливым летом. В горных и предгорных районах континентальность несколько сглаживается. Самый холодный месяц январь, со среднемесячной температурой от –15 до –20°С на севере, до – 14°С на юге.

Снежный покров в северном и центральном районах области образуется в конце октября, в начале ноября, а к концу ноября и в южной ее части. Высота снежного покрова по области очень не равномерна, местами не более 15 см, но может достигать и 80 см. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом (с ноября по март), колеблется в пределах 105–180 дней. Низкие температуры воздуха в сочетании с недостаточно мощным снежным покровом, в отдельные зимы, обуславливает сравнительно глубокое промерзание почвы. Продолжительность холодного периода (с температурой воздуха ниже 0°С) на территории области 160–170 дней, в южной ее части 135–155 дней.

Среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца – июля – составляет в предгорных и горных частях области 18–19°С, в равнине – 20–22 °С и в самой южной части – 23°С. В отдельные жаркие дни температура воздуха может повышаться до 40–43°С. Среднегодовая температура воздуха – от 3 до 2,8°С. Продолжительность теплого периода – от 195 до 205 дней на большей части территории региона до 210–230 дней на юге. Переход от отрицательной температуры к положительной на юге области – конец марта – начало апреля, на остальной территории – начало апреля. Устойчивый переход температуры воздуха через 10°С совершается в конце апреля – начале мая в равнинной части области, и в 1 декаде мая – в предгорной и горной части. Продолжительность безморозного периода по области 90–105 дней в воздухе и 80–135 дней на почве. На равнинах, особенно на юге, длительность этого периода соответствует числу дней с температурой выше 10°С, а в мелкосопочнике – с температурой выше 15°С. В силу резких колебании температур в течении суток в теплое время года безморозный период наступает значительно позже даты перехода среднесуточной температуры через 10°С; кончается он также раньше, чем среднегодовая температура опускается ниже +10°С.

Среднее годовое количество атмосферных осадков для большей части территории составляет около 250 мм, что при высоких летних температурах говорит о засушливости климата. Для данного региона характерны довольно сильные ветры в течении всего года. Среднегодовая скорость ветра изменяется от 4 до 5 м/сек на большей части территории снижаясь до 2–3 м/сек к востоку.

Большая часть территории Восточно-Казахстанской области носит степной характер и образована горными системами Алтая и Саур-Тарбагатая. Почти все правобережье Иртыша и части левобережья заняты горной системой Алтая. На юге и юго-западе простирается обширная территория Семипалатинского Прииртышья (172,7 тыс. км²), характеризующаяся мелкогорно-мелкосопочно-увалисто холмистой равниной.

На приподнятых равнинах господствуют полынно-биюргуновые, тырсово-полынные, полынно-типчаковое-кокпековые формации. Иртышская депрессия характеризуется разнотравно-злаковыми лугами и лесными зарослями прирусловой поймы Иртыша, типчаковыми и ковыльно-типчаковыми группировками на древних аккумулятивных равнинах правобережья.

Согласно схеме лесорастительного районирования Казахстана (Чупахин, 1970) и данным сектора географии АН Республики Казахстан. территория филиала расположена в степной зоне, представленной подзоной сухих полынно-типчаковых степей на темно-каштановых почвах.

Территория филиала входит в Иртышско-Обскую провинцию сосновых и березовых остепненных лесов и относится к Семипалатинско-Сростинскому боровому подрайону лесо-растительного района - Ленточные боры Прииртышья. Иртышское лесничество относится к провинции - Иртышской пойменных лесов, лесорастительному району - Семипалатинскому тополевых и ветловых лесов с участием тополя лавролистного.

В геоморфологическом отношении территория филиала относится к Прииртышской впадине, которая представляет собой слабо волнистую песчано-супесчаиую равнину. Особенность почвенного и растительного покрова тесно связана с рельефом местности. Большинство территории занято ленточными борами на дерново-боровых почвах и песках. В понижениях рельефа встречаются береза, осина, образующие смешанные древостой.

В равнинной части превалируют песчано-ковьгльно-типчаковые растительные группировки на темнокаштановых малогумусных почвах. В слабо выраженных депрессиях рельефа распространены различные лугово-растительньге группировки. Преобладают типчак, ковыль; подмаренник, костер- пырей, из кустарников - таволга и карагана. В депрессиях рельефа с близкими грунтовыми водами встречаются разнотравно-злаковые дута.

Район тополевых и ветловых лесов (Иртышское лесничество! располагается в пойме р. Ертис.

Прирусловая часть сложена грубым, слоистым аллювием и отличается извилисто-волнистым рельефом (прирусловые валы и ложбины, песчаные отмели и др.).

Центральная часть характеризуется тяжелым составом слагающих пород и значительной расчлененностью рельефа вследствие наличия большого количества стариц и озер. На пониженных элементах мезорельефа встречаются заболоченные луга. Кроме древесной (тополь, ветла) и кустарниковой (тальник, жимолость татарская, шиповник и др.) растительности в пойме произрастают злаки и высокое разнотравье (ежа. костер, вейник. канареечник, чина, вероника и др.). на заболоченных лугах - осока, ситник, тростник.

В целом лесорастительные условия района расположения филиала жесткие. Летом часты суховеи, которые нарушают водный баланс растений. Зимние ветры сдувают снег с открытых мест, в результате чего почва промерзает на большую глубину, что губительно сказывается на состоянии корневой системы. Грозовые явления в летнее время, особенно после длительной засухи, приводят к возникновению лесных пожаров. Суровый климат обуславливает неблагоприятные лесорастительные условия и делает этот район трудным в вопросе облесения.

Роль лесов в охране окружающей среды трудно переоценить. Различают по меньшей мере пять видов пользования лесом:

1} получение древесины:

2) получение других продуктов жизни леса;

добыча зверей, птиц:

использование лесов как мест для отдыха человека;

использование санитарно-гигиенических, почвозащитных, водоохранных и других защитных функций леса.

Санитарно-гигиеническая роль леса проявляется еще и в поглощении им пыли, шума, снижения скорости ветра, смягчения климата, успокоения нервной системы.

Фитонцидные свойства деревьев способны уничтожать многие болезнетворные микробы. Недаром курорты, санатории, профилактории, школьные лагеря располагаются вблизи лесных массивов.

Примыкая к г. Семипалатинску сосновые леса украшая ландшафт, в то же время выполняют все вышеперечисленные защитные функции.

Особенно следует подчеркнуть, что в условиях г. Семипалатинска с наличием ветров лесные массивы, закрепляя пески, предотвращают заносы песком строений, дорог и пр.

Лиственные леса в пойме р. Ертис. кроме водорегулирующей функции, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур, сенокосов, пастбищ. В пойме Ертис и по границе гослесдачи расположены десятки крестьянских хозяйств, школьные лагеря, зоны отдыха, профилактории.

Немаловажную роль играет использование древесины для нужд населения. В среднем за ревизионный период ежегодно в филиале заготавливалось 15-20 тыс. \г' древесины.

При катастрофическом сокращении площадей ленточных боров за ревизионный период основной задачей, стоящей перед лесным резерватом, является сохранение и приумножение этих крайне своеобразных лесов Прииртышья.

2.2 Хозяйственно-экономическая характеристика филиала

В соответствии с Законом Республики Казахстан от 15 июля 1997 года № 162-1 «Об особо охраняемых природных территориях» в целях сохранения и восстановления уникальных ленточных боров Прииртышья Постановлением Правительства Республики Казахстан от 22 января 2003 года № 73 бывшие Бегеневское. Бородулихинское, Букебаевское, Долон-ское, Жанасемейское. Жарминское, Канонерское. Морозовское, Новошульбинское и Семипалатинское государственные учреждения по охране лесов и животного мира Комитета лесного и охотничьего хозяйства реорганизованы (путем их слияния) в государственное учреждение «Государственный лесной природный резерват «Семей орманы». Семипалатинское государственное учреждение по охране лесов и животного мира целиком вошло в состав Государственного лесного природного резервата «Семей орманы» в качестве филиала с сохранением всех 5-ти лесничеств.

В 2004 году приказом Комитета лесного и охотничьего хозяйства Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан от 15.06.04 № 122 из Жанасемейского филиала передано в состав Семипалатинского филиала Иртышское лесничество.

3 настоящее время Семипалатинский филиал состоит из 6-ти лесничеств (табл.).

Административная структура филиала

Леса филиала впервые устраивались в 1910 году, затем в 1929 году, тогда же были образованы Пригородная, Озерская и Лейковская лесные дачи. В этом году лесной массив был разбит на квабраты размером 2x2 версты. Материалы этого лесоустройства не сохранились. Семипалатинский лесхоз был организован согласно приказу Минлесхоза КазССР от 30.01.47 №3 в результате реорганизации Пригородного учлесхоза.

Следующее лесоустройство было проведено в 1946-47 гг. Сибирской аэрофотолесо-устроительной конторой по 2 разряду точности. Таксация проводилась без применения аэрофотоснимков. Материалов лесоустройства также не сохранились. Последующее лесоустройство проводилось в 1961 году Казахской лесоустроительной конторой по Г разряду точности. Таксация производилась с применением аэрофотоснимков. При этом лесоустройстве кварталы 2x2 версты были разрублены визирами на 4 квартала каждый. В результате этого средняя площадь квартала составила до 113 га. В этом же году лесной массив был разбит на планшеты, границы которых были сняты инструментально с точностью 1:500. В это же время была восстановлена южная граница лесного массива.

Последующие лесоустройства проводились Казахским лесоустроительным предприятием в 1970, 1981 годах по I разряду точности с использованием аэрофотоснимков.

Предыдущее лесоустройство проводилось в 1991 году- Казахским лесоустроительным предприятием по I разряду точности в соответствии с требованиями лесоустроительной инструкции 1986 года на площади 95922 га с применением аэрофотоснимков залета 1990 г.

Настоящее лесоустройство (2004 г.) проведено также Казахским лесоустроительным предприятием по I разряду точности в соответствии с требованиями лесоустроительной инструкции 1986 г. протокола 1-го лесоустроительного совещания с применением аэрофотоснимков залета 2003 года масштаба 1:30000. В качестве геодезической основы для составления планшетов использовались топокарты масштаба 1:25000. Границы лесничеств и нумерация кварталов в пределах бывшего Семипалатинского головного лесохозяйственного производственного предприятия не изменились. В принятом, согласно приказу Комитета лесного и охотничьего хозяйства МСХ РК от 15.06.04 № 122. Иртышском лесничестве, в связи с передачей 893 га земель другим землепользователям, произведена перенумерация кварталов.

Инвентаризация лесного фонда осуществлялась путем наземной ходовой таксации с заходом в каждый выдел глазомерным и глазомерно-измерительными методами с применением элементов измерительной таксации. Для подкрепления глазомерного определения таксационных показателей использовались высотомеры, полиотомеры. Характеристика проведенного настоящего лесоустройства отражена в таблице 10.

Характеристика проведенного лесоустройства

Площадь, тыс. га

Лесистость территории, закрепленной за маслихатом г. Семипалатинска, на территории которой имеются земли резервата, по состоянию на год настоящего лесоустройства

Структура лесов филиала

Площадь, га

2.3 Охрана труда и техника безопасности

Общие требования безопасности

К лесосечным работам при проведении рубок ухода допускаются мужчины не моложе 18 лет прошедшие медицинское осведетельствование инструктаж на рабочем месте и стажировку. Рабочие должны проходить инструктажи: вводный первичный на рабочем месте повторный внеплановый текущий. Лица занятые управлением миханизироваными средствами на рубках ухода должны иметь удостоверение на право управления ими. Допуск к работе и закреплением лиц за определенным механизмом или машиной оформляется приказом руководителя предприятия. На каждый участок отведенный для рубок ухода за лесом применительно к конкретным условиям рельефа местности состава насаждения способа рубки используемых машин оборудования и форм организации груда составляется технологическая карта. Технологическая карта составляется лесничим с участием мастера и утверждается главным инженером предприятия. Проводить лесосечные работы без технологической карты или с отступлениями от нее не разрешается.

Технологическая карта должна содержать :Характеристику лесосеки :

Схему лесосеки с четким изображением на ней пасек трелевочных волоков просек канатных установок лесопогрузочных пунктов лесовозных усов площадок для размещения оборудования опасных зон :

Технологические указания об очередности разработки пасек расстановки рабочих в них и безопасные способы ведения работ :

Отметку о выполнении подготовительных работ

С утвержденной технологической картой мастер знакомит рабочих которым предстоит вести работы на лесосеке дает расписаться в ней бригадиру и выдает ему технологическую, схему лесосеки производить рубки ухода за лесом разрешается бригадами в составе не менее 2-х человек 1 из которых назначается старшим при проведении прореживаний проходных и выборочных санитарных рубок леса рабочие мастера и лица прибывшие на лесосеку должны быть обеспечены защитными касками

Рабочие занятые на рубках ухода за лесом и санитарных рубках должны работать в спецодежде и спецобуви рукавицах которые им выдает по установленным нормам администрация предприятия а так же обязаны пользоваться необходимыми средствами индивидуальной защиты от шума и вибрации и другими средствами защиты.

Каждая бригада на рубках ухода за лесом должна быть обеспечена домиком для отдыха и обогрева горячим питанием питьевой водой и аптечкой для оказания первой медицинской помощи.

Не разрешается производить валку и трелевку леса обрубку сучьев и разкряжевку хлыстов в горных лесосеках при скорости ветра свыше 8.5 м/с а в равнинной местности - только валку леса при скорости ветра свыше 11м/с Лесосечная работа приукрашается во время ливневого дождя при грозе сильном снегопаде и густом тумане.

Работа мотористов должна быть организована в соответствии с "положением о режиме труда при работе «мотокустарезами» в котором предусмотрена суммарное время работы в контакте с вибрациями более 2/3 рабочей смены При этом продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации включая микро паузы входящие в данную операцию не должна превышать для ручных машин 30-40 мин Обед рекомендуется устанавливать не менее 60 мин и 2 регламентированных перерыва (для активного отдыха проведение производственной гимнастики по спец комплексу и физиопрофилактических процедур ) : 20 мин через 2 часа после начала смены и 30 мин через 2 часа после обеденного перерыва

Машины оборудование инструмент приспособление находящиеся в эксплуатации должны соответствовать требованиям технических условии и инструкции по эксплуатации завода - изготовителя :

Ручные инструменты и приспособления должны отвечать следующим требованиям. Рукоятки валочных вилок ваг окорочных лопаток и Других инструментов должны быть : прочными гладкими и прочно соединенными с металлическими частями. Топорище должны изготавливаться гладкими из сухой и крепкой древесины с утолщением на конце и обязательно расклинен в проушине топора :угол насадки должен быть :для колуна- 88 % для лесорубочных топоров - 86 % и для сучкорубных - 84%.

При нахождении места работы от места жительства на расстоянии 3 км и более и при отсутствии транспорта общего пользования доставка рабочих на работу и обратно должна производиться средствами за счет предприятия на специально оборудованном для этой цели технически исправном транспорте и в соответствии с установленными правилами перевозки людей Перевозка людей на непреднозначенном для этих целей транспорте запрещается.

Переправа людей через реки озера и др водные преграды должна производиться в на спец самоходных судах или оборудованных для этой цели лодках паромах с соблюдением установленных правил перевозки. На переправах в лодках с моторным и весельным ходом обязательно должен присутствовать дежурный лодочник Лодки должны иметь спасательные леер и следующий инвентарь : спасательные круги или шары Суслова с подъемной силой не менее 0,14 кН по числу людей указанному в грузоподъемности лодки 1 м спасательный шнур Александрова 1 запасное висло 1 черпак для отлива воды 1 фонарь 1 богор и 1 шест с металлическим наконечником. Максимальное допустимое число людей при разных осадках лодки должно быть обозначено цифрами над ватер линией.

Гребные и моторные лодки разрешается загружать так чтобы высота сухого борта в самой пониженной части его была не менее 20 см при штиле и тихом ветре При наличии волн на водной поверхности норма загрузки лодки должна быть уменьшена с таким расчетом что бы высота сухого борта была не менее 40 см. Ватер линии отмечающие высоту сухого борта 20 и 40 см должны быть нанесены несмываемой краской Перегрузки лодок не допускаются. Переправа на участках рек с захламленным руслом при интенсивном движении малевой древесины шуги ледоходе при скорости ветра свыше 8,5 м/с и густом тумане не разрешается.

О каждом случае травмирования пострадавши или очевидец немедленно извещает мастера или другого непосредственного руководителя работ который обязан :

Срочно организовать первую помощь пострадавшему и его доставку в мед сан часть или другое лечебное учреждение сообщить лесничему или другому руководителю о происшедшем несчастном случае сохранить до расследования обстановку на рабочем месте и состояние оборудования такими какими они были в момент пришествия ( если это не угрожает жизни и здоровью работников не приведет к аварии ) Руководитель подразделения где произошел несчастный случай обязан немедленно сообщить о несчастном случае руководителю и профсоюзному комитету предприятия

Все рабочие должны знать приемы оказания первой доврачебной медицинской помощи

Все рабочие обязаны выполнить установленные на предприятии правила внутреннего трудового распорядка Курить разрешается только в спец местах В местах проведения работ запрещается нахождения лиц в нетрезвом состоянии и распитие спиртных напитков

Лица виновные в нарушении, настоящей инструкции несут административное и дисциплинарное ответственность если их действия не влекут уголовной ответственности

Не выполнение требовании инструкции не может быть оправдана их незнанием

Тракторы и др. машины работающие на рубку ухода должны иметь огнетушители и противопожарный инвентарь

Тракторы работающие в лесу должны быть оборудованы искрогасителями установленными на выхлопную трубу заправка тракторов и др. машин должна производиться механизированными заправочными средствами

В холодное время года запрещается подогревать смазку в двигателе и в картере ведущих мостов открытым огнем

Заправка автомобилей тракторов с тележками в крове которых находятся легковоспламеняющиеся материалы а так же автомобили и автобусы в кузове которых находятся люди не разрешается

Во время грозы и ее приближения все сливоналивные операции со светлыми нефтепродуктами а так же заправка машин должны быть прекращены

При необходимости проведения ремонта машин в полевых условиях с применением электрогазосварки сборочные узлы должны быть прекращены

При необходимости проведения ремонта машин в полевых условиях с применением электрогазосварки сборочные узлы должны быть предварительно Очищены и промыты водой

Операции связанные с мойкой очисткой техническим обслуживанием и ремонтом машин и оборудования должны выполняться при неработающем двигателе

При работе в лесу необходимо соблюдать общие правила пожарной безопасности по разведению костров

Для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности не допускается : курение во время заправки : хранение ГСМ в кабине трактора : работать в одежде пропитанной горючими материалами : течь горючего в баках топливо проводах и их соединениях

Обтирочный материал хранить только в железных ящиках в закрытых сплошной крышкой

Временные стоянки трактора с машинами в полевых условиях должны быть очищены от сухой травы спаханы кругом полосой шириной 1 м и должны находиться от складов материалов стогов сена лесных насаждений не ближе 20 м

Не допускать к эксплуатации трактора и механизмы не отвечающие требованиям безопасности и производственной санитарии

47-Не допускать к эксплуатации переоборудованного и вновь изготовленные в порядке рационализации машины механизмы и приспособления без предварительных их испытаний официальной комиссией с участием технического инспектора труда ЦК профсоюза.

Машины оборудование механизированный инструмент должен иметь паспорт и руководство по эксплуатации которую требуется соблюдать в процессе работы

Цветовая сигнальная окраска машин оборудования а так же знаки безопасности должны соответствовать требованиям ГОСТ 12 4 026- 76

Движущиеся и вращающиеся части машин соединительные муфты выступающей гайки болты шпонки и др. элементы движущихся и вращающихся частей машин и оборудования с которыми возможно соприкосновение обслуживающего персонала должны быть закрыты достаточно прочными кожухами или иметь сплошные или сетчатые ограждения плотно прикрепленные к станине или др. неподвижной части оборудования Зубчатые передачи не заключенные в спец коробки и не находящиеся в нутрии оборудования должны быть закрыты со всех сторон

Горизонтальные вертикальные и наклонные приводные ремни канатной и цепные передачи атак же ведущей части их должны быть ограждены со всех сторон и по всей длине не зависимо от высоты расположения и скорости движения

2.4 Охрана лесов

Учитывая, что в лесах филиала преобладают сосновые насаждения на сухих песчаных почвах и климатические условия характеризуются высокой температурой воздуха в летние месяцы, низкой относительной влажностью и небольшим количеством атмосферных осадков, 89% территории филиала относится к 1 классу природной пожарной опасности. Квартала с преобладанием лиственных насаждений отнесены к 4 классу природной пожарной опасности (11%) (табл. 51). Все мероприятия по предупреждению возникновения и ограничению распространения лесных пожаров подробно освещены в Основных положениях, параграф 17.

Распределение площади филиала по классам природной пожарной опасности (площадь, га)

Все объемы и виды противопожарных мероприятий назначены согласно постановления Правительства Республики Казахстан от 19 января 2004 года № 53 «Нормы и нормативы по охране, защите и воспроизводству лесов и лесоразведению на участках государственного лесного фонда». «Правил пожарной безопасности в лесах Республики Казахстан», (Приказа Комитета лесного и охотничьего хозяйства от 13 декабря 2004 года № 268). «Нормативов материально-технического обеспечения на противопожарные мероприятия в Республике Казахстан» (Алматы. 1993) и наличия техники и противопожарного оборудования. Объемы объектов строительства и приобретения основных видов противопожарной техники и оборудования, были согласованы на втором техническом совещании (табл. 52).

Строительство дорог проектируется на противопожарных разрывах, которые не разрублены в настоящее время. Объем устройства минерализованных полос проектируется на противопожарных разрывах, которые требуют разрубки и расчистки. Предусматривается устройство их двойными полосами (с каждой стороны дороги). Кроме того, устройство мин-полос требуется на полосах, разделяющих хвойные молодняки на блоки.

Объем ухода за минполосами состоит из 2-х кратной протяженности всех противопожарных разрывов, как существующих, так и требующих разрубки и расчистки, 2-х кратной протяженности основных дорог, проходящих через леса протяженности противопожарных разрывов в хвойных молодняках протяженности внешней границы леса.

Для устройства противопожарных разрывов, ухода за ними, разрубке квартальных просек, устройству дорог, необходимо приобретение гусеничных тракторов (по одному на каждое лесничество).

Из средств связи количество приобретения переносных радиостанций «KENWOOD» взято из расчета по одной на лесничего, помощника лесничего и мастера леса: количество автомобильных радиостанций - из расчета одна на пожарной автомашине и одна на машине лесничего.

Остальные виды приобретений проектируются в объеме, необходимом для доукомплектации пожарно-химических станций оборудованием и инвентарем, согласно утвержденным приказом Комитета лесного хозяйства 02.08.96 № 81 «Положение о пожарно-химических станциях».

Противопожарная безопасность в лесу

Лесные пожары наносят народному хозяйству громадный и разнообразный ущерб. От них страдают, а нередко и гибнут леса, заготовленная древесина, постройки в лесу. Поврежденные пожаром древостой снижают прирост, в них распространяются вредители и грибные болезни. Гари превращаются в очаг заразы для соседних участков здорового леса. Таким образом, после пожаров усыхают не только поврежденные огнем древостой, но и здоровые деревья, растущие по соседству.

Кроме того, при пожарах сгорает подрост и подстилка. Условия лесовозобновления ухудшаются и нередко приводят к смене пород. Так, на месте сгоревшего елово-пихтового леса появляется самосев березы и осины. Хвойные породы заселяют выгоревшую площадь только через много лет, уже под подогом лиственных.

Под влиянием огня минеральный слой почвы уплотняется, образуя непроницаемую для воды и воздуха корку. Отмершие корни усохших деревьев не высасывают воду из нижних слоев почвы, в результате чего происходит заболачивание всей площади гари.

Лесные пожары уничтожают или разгоняют промысловых зверей и птиц, лишая государство ценной пушнины. В лесах водоохранного значения пожары нарушают водный режим местности, способствуют обмелению рек, размыву берегов и ухудшению речного судоходства. Наконец, пожары уничтожают запасы травы, сена, торфа, снижают урожай ягод, грибов.

Громадные убытки наносят лесные пожары и сельскому хозяйству, в результате которых гибнет урожай сельскохозяйственных культур.

Причины и условия возникновения лесных пожаров. Лесные пожары возникают от неосторожного обращения с огнем и несоблюдения правил пожарной безопасности в лесу. Непогашенный костер, оставленный лесорубами, пастухами, сборщиками ягод или случайными прохожими, брошенная спичка или окурок, охотничьи пыжи из пакли, бумаги или других тлеющах материалов — все это может послужить причиной пожара. Кроме того, пожары возникают от искр паровозов, тепловозов, проходящих через лесные массивы без искроуловителей на трубах, от тракторов, автомобилей и другой техники. Причиной пожара нередко служит несоблюдение правил пожарной безопасности при дегтекурении, углежжении и некоторых других работах. Много лесных пожаров возникает при выжигании леса и старой травы на предназначенных для сенокошения участках, при пуске сельскохозяйственных палов. Наконец, пожары могут возникать и от природных причин - молний и самовозгорания слежавшегося покрова, что случается сравнительно редко.

Большинство лесных пожаров возникает по вине человека. Для их предупреждения необходимо проводить профилактические мероприятия.

Лесные пожары возникают чаще всего весной (в мае), когда подсохший прошлогодний травяной покров не успел зарасти свежей растительностью, а также осенью (в августе — сентябре) до наступления осенних дождей, когда травиной покров, выросший в текущем году, высыхает. Время наибольшей горимости лесов меняется, в зависимости от погоды места и других условии. При продолжительной жаркой и сухой погоде пожары могут возникать в течение всего лета, независимо от наличия сухого травяного покрова, так как в лесу всегда много горючего материала.

Наибольшая пожарная опасность возникает при захламленности лесов и плохой очистке вырубок от порубочных остатков валежа и хлама.

Виды пожаров. Лесные пожары бывают трех. видов: низовой, верховой и подземный. Низовые пожары подразделяют на беглые и устойчивые. При низовом пожаре огонь движется по поверхности почвы и сжигает лесную подстилку, траву, мелкие сучья, шишки, валежник и подрост, обжигает комлевые части стволов у деревьев. Хвойные породы с тонкой корой (ель и пихта) повреждаются таким пожаром больше, чем породы с толстой корой (сосна и лиственница).

Более опасными считаются медленно движущиеся устойчивые низовые пожары. Они обычно развиваются в середине лета, когда сильно просыхает подстилка. При них глубоко прогорает подстилка, сильнее повреждаются живые деревья, полностью сгорает подрост, подлесок. Дым от низового пожара светлосерого цвета.

При верховом пожаре огонь распространяется по кронам деревьев, при этом горят стволы, ветви и хвоя; нехры и головешки ветер относит далеко вперед, создавая новые очаги пожара. Скорость движения огня достигает 3—5 км/ч, а при ураганном ветре — 20 км/ч и более. Дым от верхового пожара темно-серого цвета.

При подземном (торфяном, почвенном) пожаре горит перегной и торф. Пожар проникает на глубину всего торфяного слоя или доходит только до его мокрой части. В сторону, он распространяется медленно, всего несколько метров в сутки, причем огонь часто даже не выходит на поверхность. По мере выгорания торфа сгорает и корневая система деревьев, которые постепенно вываливаются вершиной к центру очага горения. Такие пожары создают сильную захламленность и увеличивают пожароопасность. Дым от подземного пожара едкий, с сильным запахом торфа. Число подземных пожаров составляет 0,5—1%, а их площадь — менее 1%.

Хвойные леса более пожароопасны, чем лиственные, причем в сосновых древостоях чаще возникают беглые пожары. Развиваясь, пожары приобретают определенную форму. При равномерном распространении огня в безветренную погоду на ровной местности форма пожара округлая. Неравномерная (разносторонняя) форма наблюдается при переменном ветре, пересеченной местности, разнородных горючих материалах; эллиптическая (вытянутая) — при одностороннем ветре на ровной местности.

Противопожарные мероприятия

Все мероприятия по борьбе с лесными пожарами подразделяют на две группы: предупредительные и мероприятия непосредственной борьбы, или ликвидация пожаров. Наибольшее значение имеют предупредительные мероприятия, так как сохранить лес от пожара гораздо легче, чем потушить его. Цель предупредительных мероприятий создать такие условии, при которых лесные пожары совсем бы не возникали.

В предупредительные мероприятия входят: противопожарная техническая пропаганда; очистка лесосек и борьба с захламленностью леса; устройство противопожарных разрывов, защитных полос и канав;

профилактические мероприятия по горельникам, лесным, автомобильным и железным дорогам, на лесокультурных работах, лесоразработках, расположенных в лесу предприятиях и сооружениях;

дозорно-сторожевая противопожарная служба и метеослужба;

авиапатрулирование и наземное патрулирование.

Противопожарные мероприятия проводят повсеместно и особенно среди населения, работающего и отдыхающего в лесу. Формами пропаганды являются: беседы, лекции, доклады; радио: и телепередачи, статьи в газетах и журналах;, лозунги, плакаты, аншлаги, листовки, брошюры; демонстрация специальных кинофильмов; организация уголков леса, лесных музеев, кружков друзей леса, проведение дней леса, дней птиц, экскурсий по лесу; предупреждения с помощью мегафонов и звукоусилительных аппаратов; организация добровольных пожарных бригад и команд, проведение учебных занятий по борьбе с пожарами и т. д.

Основные темы пропаганды: значение леса в народном хозяйстве и необходимость его охраны; меры предупреждения лесных пожаров и формы участия населения а борьбе с ними; тактика и техника борьбы с лесными пожарами и т. д.

Особое, внимание обращают на работу с охотниками, рыболовами,. пастухами, геологоразведчиками, путевыми обходчиками, лесными рабочими, пионерами и школьниками, а также населст иием, отдыхающим .в лесу.

Большое значение имеет устройстио специальных мест для отдыха и курения в лесу и вдоль лесных дорог, где на площадках (3X3 м), очищенных от дернового слоя, устанавливают скамейки, столики, навесы.

Соблюдение пожарной безопасности в лесу

В пожароопасный сезон запрещается: разводить костры в хвойных молодняках, старых горельниках, в ветровальном и буреломном лесу, на торфяниках и неочищенных вырубках, н местах с сухой травой, под кронами деревьев; а остальных местах допускается разведение костров на плошадках, окаймленных минерализованной полосой шириной не менее 0,5 м; ненужный костер должен быть тщательно засыпан землей или залит водой до полного прекращения тления;

бросать в лесу горящие спички, окурки;

употреблять при охоте в лесу пыжи из легковоспламеняющихся или тлеющих материалов;

заправлять горючим топливные баки при работающем двигателе, работать на машинах с неисправной системой питания, курить или пользоваться открытым огнем вблизи машин, заправляемых горючим.

Организации, работающие в лесу, обязаны:

очищать места работ от лесного хлама и оставшейся древесины;

хранить топливо-смазочные материалы в закрытой таре на площадках, окаймленных минерализованной полосой шириной не менее 1,4 м;

уведомлять лесхозы о местах и времени проведения корчевки пней взрывным методом;

иметь в местах работ противопожарное оборудование и средства для тушения лесных пожаров;

создавать в пожароопасный сезон пожарные дружины, проводить инструктаж с работающими о соблюдении правил пожарной безопасности в лесах и способах тушения пожаров.

Противопожарные разрывы — это специально созданные просеки с минерализованными защитными полосами. Разрывы делятся на магистральные шириной 30—50 м, барьерные шириной 6—10 м и квартальные просеки шириной 4—6 м с опаханном дорогой или минерализованной полосой посередине. Они препятствуют продвижению огня, служат исходным пунктом для пуска встречного огня, производства отжигов и являются трассой для создания дорог. Цель противопожарных разрывов — разделить, крупные пожароопасные участки леса на более мелкие.

Разрывы должны соединяться с противопожарными барьерами (реками, лиственными лесными. массивами), создавая изолированные лесные участки небольших размеров. Разрывы очищают от лесного хлама, на них проводят 1—2 минерализованные полосы шириной 4-5 м или прокладывают дорогу с охранными опаханными полосами шириной 1—3 м.

3. Собственные исследования

3.1 Цель и задачи исследования

Данная дипломная работа посвящена изучению сосны как биоиндикатора. Сосна это основная лесообразующая порода. По площади она занимает второе место, уступая лишь лиственнице. Сосна обыкновенная и образуемые её леса имеют огромный ареал с широким диапазоном произрастания. Род сосна насчитывает около 100 видов , произрастающих в различных почвенно-климатических условиях на территории Европы, Азии, Северной и Южной Америки.

Основной целью выполнения дипломной работы являлось изучение особенностей роста сосны на территории соснового бора Прииртышья. Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

изучение биологических особенности роста сосны обыкновенной;

изучение сроков всхожести семян сосны;

изучение роста сеянцев сосны и определение их благонадежности;

изучение роста сосны в лесу;

влияние на рост сосны различных факторов;

влияние пожаров на сосну;

изучение смены сосны другими видами дрервьев.

3.2 Материал и методы исследования

Данная работа выполнялась на территории соснового бора Прииртышья, в частности Семипалатинского филиала ГУ ГЛПР «Семей орманы» с 01 мая по 31 декабря 2006 года. Сбор и учет сосенок проводили на территории питомника. Все работы проводились по общепринятым методикам и намеченной схеме исследований (рисунок)

3.3 Результаты исследования

Строение сосны

Строение древесины хвойных пород. Древесина хвойных пород имеет довольно простое и правильное строение. В ее состав входя трахеиды и паренхимные клетки. Трахеиды представляют собой сильно вытянутые клетки кососрезанными концами и сильно утолщенными стенками, они занимают 90...95% объема древесины. В пределах годичного слоя различают ранние и поздние трахеиды. Ранние трахеиды образуются весной, выполняют проводящую функцию и поэтому имеют широкие полости и тонкие оболочки, на стенках которых имеются поры. На поперечном разрезе (рис. 1) трахеиды расположены правильными радиальными рядами. У ранних трахеид размер в радиальном направлении больше, чем в тангенциальном. Концы ранних трахеид имеют закругленную форму. Поздние трахеиды образуются в конце лета, выполняют механическую функцию, вследствие чего у них очень маленькие полости и толстые клеточные стенки. Количество пор на стенках ранних трахеид примерно в три раза больше, чем на стенках поздних трахеид.

Трахеиды — мертвые клетки. В стволе растущего дерева только вновь образующийся слой состоит их живых клеток. Паренхимные клетки в древесине хвойных пород образуют сердцевинные лучи, смоляные ходы и у отдельных пород — древесную паренхиму. Сердцевинные лучи у хвойных пород узкие; на поперечном разрезе состоят из одного ряда клеток, по высоте — из нескольких рядов. Смоляные ходы представляют собой узкие межклеточные каналы, заполненные смолой. Смоляные ходы бывают вертикальные и горизонтальные. Вертикальный смоляной ход состоит из трех слоев: внутреннего выстилающего слоя, слоя мертвых клеток и слоя живых паренхимных клеток. Внутренний слой состоит из живых тонкостенных клеток. Эти клетки выделяют смолу и при заполнении канала смолой становятся плоскими, а при опорожнении канала вдаются внутрь до соприкосновения друг с другом. Горизонтальные смоляные ходы проходят в сердцевинных лучах. Они образованы двумя слоями: выстилающими клетками и слоем мертвых клеток. Вертикальные и горизонтальные смоляные ходы соединяются между собой в единую систему. Диаметр вертикальных ходов 0,1 мм, длина их до 10 до 80 см. Древесная паренхима у хвойных пород распространена мало и представляет собой вытянутые по длине ствола единичные паренхимные клетки или клетки, соединенные в длинные ряды, идущие вдоль оси ствола. Древесной паренхимы нет у тиса и сосны.

Рис. 6.-Сосна обыкновенная (Pinus silvestris): 1 — побег с женской шишечкой; 2 —женское соцветие (шишечка); 3 -семенная чешуя с двумя семяпочками; 4 — семенная и кроющая чешуи сверху; 5 — ветвь с мужскими колосками; 6 — мужской цветок; 7— пыльцевое зерно; 8 — зрелая сомкнутая шишка; 9 — раскрывшаяся шишка; 10 — семенная чешуя с двумя семенами; 11 — семенная чешуя сверху; 12 — крылышко с «ухватиком» без семени; 13 — семя; 14- всход; 15 — две хвоинки на укороченном побеге, правее —их поперечный разрез.

Биологические особенности роста сосны обыкновенной

Род сосны (Pinus L.) включает около 100 видов, произрастающих в странах умеренного пояса Северного полушария, а также в горах южных широт. В нашей стране имеется более 10 видов сосен.

Этот род подразделяют на два подрода: двухвойные сосны с крылатыми семенами (Diploxylon) и пяти-хвойные, или кедровые, с бескрылыми семенами (Haploxylon). Подрод двухвойных включает сосны обыкновенную, эльдарскую, пицундскую и др.; подрод пятихвойных — кедр сибирский, сосну корейскую, кедровый стланик, сосну веймутову.

Самый распространенный вид сосны - сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.)- Общими для этого вида чертами являются парное расположение хвои на укороченных побегах, плосковыпуклая форма хвоинок в поперечном разрезе, крепкие деревянистые шишки с характерно утолщенными концами чешуи, полуторагодичный период их созревания, своеобразное сочетание семени с крылом и др. Эти признаки характерны для всех сосен, произрастающих в различных частях ее обширного ареала.

Сосна обыкновенная -дерево первой величины. Ее ствол в насаждениях прямой, как правило, высоко очищен от сучьев. Деревья, выращенные на свободе и опушках леса, имеют меньшую высоту, сбежистые, с низко расположенной кроной. В молодости крона у таких деревьев конусовидная, позже становится округленной или зонтиковидной, более плоской. Это объясняется тем, что с 40—50 лет рост осевого побега деревьев, растущих на свободе, значительно замедляется, а со 100—125 лет прекращается. Прирост боковых побегов хотя и замедляется, но не прекращается, и вследствие этого крона приобретает округлую или зонтиковидную форму. Кора в разных частях дерева отличается по цвету и толщине. Нижняя часть дерева покрыта толстой, глубокобороздчатой, красновато-бурой корой, верхняя часть ствола и крупные ветви — тонкой оранжевой отслаивающейся пленкой, а молодые сосны и тонкие ветви — гладкой серо-зеленой корой.

В районах с более сухим климатом, где могут возникнуть лесные пожары, кора у сосны имеет большую толщину, и объем ее значительно выше. В комлевой части ствола, наиболее подверженной действию огня, толщина коры в 5—6 раз больше, чем на половине высоты дерева. На высоте пня толщина коры нередко достигает 10 см. Такая толстая кора способствует повышению устойчивости сосны к воздействию огня в период пожаров.

Почки у сосны засмоленные, красновато-бурые, удлиненно-яйцевидные, острые, длина их 6—12 мм, располагаются на концах побегов мутовками.

Хвоя сизо-зеленого цвета, расположена на побегах спирально, в пучках по две, в основании окружена влагалищами из чешуи. С внутренней стороны она плоская, с наружной выпуклая, жесткая, на верхушке заостренная, по краям мелкопильчатая. Устьица располагаются рядами на обеих сторонах хвои, но обильнее на плоской. Длина хвои сосны обыкновенной колеблется от 2 до 8 см. В пределах кроны одного дерева разннца в длине хвои составляет 2—3 см; наибольшей (длины хвоя достигает на побегах последних 6 лет и на ) осевом побеге. На северной части кроны длина хвои меньше, чем на южной.

По мере продвижения породы с севера на юг длина хвои возрастает, В ленточных борах Казахстана преобладают сосны с длиной хвои более 6 см. В пределах одной природной зоны длина хвои изменяется в зависимости от типа леса.

На площадях, где проведена осушительная мелиорация, изменяются размеры и цвет хвои. Она становится длиннее и приобретает темно-зеленый и сизо-голубой оттенки. Указанные изменения происходят не только у молодых, но и у более старых деревьев (IV— V класса возраста).

Длина хвои, а также продолжительность ее жизни являются важными диагностическими признаками при выделении форм сосны. Продолжительность жизни хвои колеблется от 2 до 8 лет.

Плодоношение у сосны наступает сравнительно рано. Деревья, растущие на свободе, начинают плодоносить с 10—15 лет. В сомкнутых древостоях плодоношение наступает а возрасте 30—40 лет. Если деревья, растущие на свободе, плодоносят почти ежегодно и обильно, то этого нельзя сказать о плодоношении насаждений. По данным В, П. Тимофеева (1940), деревья сосны, относящиеся к различным классам роста, плодоносят по-разному: I класс—100%, III класс — 80%, IV класс — 32% от всего числа имеющихся в составе древостоя деревьев этого класса. Деревья разных классов дают неодинаковое количество семян. Число их резко убывает от деревьев I класса к IV. Деревья V класса роста обычно не плодоносят. Плодоношение сосны на юге значительно чаще, чем на севере.

Более обильное плодоношение сосны в Восточной Сибири по сравнению с другими районами, по-видимому обусловлено благоприятным комплексом климатических факторов, влияющих на плодоношение древесных пород (сухость воздуха, обилие прямого солнечного освещения, чередование годов с различным обилием осадков, благоприятное для плодоношения распределение осадков в течение года и вегетационного периода и т. д.). Более обильное и частое плодоношение сосны обусловлено в этом районе также сравнительно небольшой сомкнутостью большинства древостоев, изреживание последних вызывается частыми пожарами.

Цветет сосна на юге ареала в начале мая, в средней части лесной зоны — в конце мая — начале июня, в северной — в июне. В Сибири эти сроки несколько сдвинуты на более поздний период. Цветение продолжается 7—10 дней.

Обычно мужские и женские цветки развиваются на одном и том же дереве, но иногда наблюдается почти полная двудомность. Мужские цветки появляются на 2—3 дня раньше женских, они имеют вид небольших (5—7 мм длиной) овальных желтых или красноватых колосков, густо скученных у основания молодых побегов. Пыльца мелкая, с двумя воздушными мешками, заключена в пыльниках тычинок, способна разноситься на далекие расстояния (до 1 км).

Женские цветки имеют вид красноватых овальных шишечек длиной 5—6 мм. По 1—3 таких цветка развиваются на верхушке растущих молодых побегов. Каждая шишечка имеет до 30—40 чешуек, оканчивающихся острым клювовидным островком, и такое же число более мелких кроющих чешуек, в пазухах которых находятся семенные чешуи с двумя семяпочками. Опыление происходит весной. После опыления женские шишечки немного увеличиваются в объеме, чешуи их срастаются, и в таком состоянии шишки перезимовывают. Оплодотворение наступает только летом следующего года, после чего шишки начинают расти и достигают полного развития.

Зрелые шишки в нераскрытом виде удлиненно-яйцевидные, длина их колеблется от 2,5 до 7,6 см, ширина 2—3 см. На одном и том же дереве наиболее крупные шишки находятся в оптимальных условиях освещения, т. е. примерно несколько выше середины кроны. На размер шишек влияет возраст дерева — с его увеличением величина шишек уменьшается.

На величину шишек оказывают влияние не только фитоценотические факторы (сомкнутость и состав древостоя, его возраст и т. д.), но и почвенно-климатические условия. В северных районах преобладают шишки мелких размеров как по числу семенных чешуек, так и по длине шишек; по направлению к югу размер шишек увеличивается.

Несмотря на сильную изменчивость средних величин, характеризующих размер шишек, среднее число семенных чешуи, приходящееся на 1 мм длины шишки, остается почти постоянной величиной, равной для всего ареала сосны 3,70.

Шишки сосны варьируют по цвету. При высыхании шишек цвет их изменяется весьма значительно. Все разнообразие шишек по цвету Л. Ф. Правдиным (1964) сведено к трем группам: коричневые, бежевые и серые. Шишки с указанными цветами встречаются на протяжении всего ареала сосны. Однако в южных районах, особенно в пристепных борах, а также на южных склонах в горах Восточной Сибири чаще встречаются сосны с коричневой окраской шишек.

Изучение внутривидового, популяционного и формового разнообразия сосны обыкновенной

Среди других представителей рода Pinus, следует в первую очередь назвать сосны горную, Палласа, Коха, калабрийскую, густоцветную и китайскую (Е.Г. Бобров, 1978; Г. Крюс-сман, 1986).

Сосна горная (жереп) — Pinus mugo Turr. Простертый куст или небольшое дерево высотой 2-4 м высоты. Ареал ее в горах Европы разорван на 10-12 отдельных, ныне изолированных частей. Образует криволесье — переходный пояс от лесного к альпийскому — в Карпатах. В Западной Европе описаны локальные гибридные популяции сосны обыкновенной и горной.

Сосна крымская (Палласа, черная) — Pinuspallasiana D.Don. Дерево высотой 20-30 м. Распространена на западе и юге Малой Азии, на о. Кипр, на востоке Балканского полуострова и на Пелопоннесе. В горах южного Крыма образует леса преимущественно на высоте 400-800 м над уровнем моря. Некоторые исследователи рекомендуют эту сосну для лесоразведения на нижнедонских и нижнеднепровских песках.

Сосна Коха (кавказская, эвксинская) — P. kochiana Klotzsch ex C.Koch. Вид, похожий на сосну обыкновенную. Произрастает в горном Крыму, на Кавказе, на севере Малой Азии. Л.Ф. Правдин квалифицировал ее в ранге подвида сосны обыкновенной (ssp. hamata).

Сосна калабрийская (эльдарская, пииундская, Станкевича) — P. brutia Ten. Обычно небольшое дерево высотой 6-20 м (в благоприятных условиях 30-35 м) с искривленным сбежистым стволом. В СНГ растет в Крыму, на Кавказе — от Анапы до Пицунды. Изолированный участок находится на границе Азербайджана и Грузии в Эль-дарской степи.

Сосна густоцветная — P. densiflora Siebold et Zucc. Дерево встречается у нас только в Приморском крае. Основной ареал в Японии и Корее. Известен гибрид этой сосны и сосны обыкновенной — сосна погребальная (кладбищенская) ~ P. xfunebris Kom.

Сосна китайская — P. tabulaeformis Сагг. На родине высота дерева достигает 25 м. Самая распространенная сосна в Северном и Западном Китае, характеризуется высокой внутривидовой изменчивостью. Известен ее межвидовой гибрид с сосной обыкновенной.

Климатические экотипы сосны обыкновенной. Произрастая в разных климатических и почвенных условиях, приспосабливаясь к ним, сосна обыкновенная образовала многочисленные климатические и экологические типы и формы. В Западной Европе выделено 19 ее географических разновидностей (Staszkiewicz, 1970, цит. по Дж. Райт, 1978). Большинство разновидностей занимает от 1000 до нескольких тысяч квадратных миль. Наименьше распространена scotica, которая представлена всего несколькими древостоями в Шотландии; одна из наиболее распространенных разновидностей — hercynica, ее ареал захватывает почти всю территорию Германии и Чехии.

Изучение семян сосны обыкновенной и их прорастания

Семена в шишках созревают осенью на второй год после цветения, но раскрывание шишек и опад семян в южных районах происходит в апреле — мае при пониженной относительной влажности воздуха. В остальных районах опад семян обычно происходит в мае —июне, у отдельных деревьев — в более поздние сроки.

Семена у сосны яйцевидные или удлиненно-яйцевидные, длиной 3—4 см; цвет их варьирует широко: от темно-серых или черных до светло-коричневых, коричневых и белых. Обычно с одной стороны семя слегка блестящее, с другой —матовое; оно снабжено пленчатым желто-бурым крылом, которое в 3—4 раза длиннее семени. Крыло прикреплено к семени основанием, охватывая его с двух сторон, как щипчиками, и легко отпадает. Установлено, что окраска семян в пределах одного дерева обычно постоянна, повторяется из года в год; не меняется она и с увеличением возраста дерева.

Масса семян имеет большую изменчивость и зависит от ряда факторов. В регионе по массе семян выделяются ленточные боры Алтайского края и островные сосняки Западного Казахстана (48—52° с. ш. и 72—78° в. д.).

Таблица Изменчивость средней массы 1000 шт. семян (г) и их окраски

Здесь масса семян достигает максимальной величины в пределах всего ареала сосны нашей страны: 1000 шт. семян весит 9—10 г, нередко 12 г.В пределах одного лесорастительного района масса семян в разных типах леса неодинакова. Приведенные в табл. данные свидетельствуют о том, что в производительных типах леса (липовых, лещиновых) масса семян в 1,5 раза выше, чем в менее производительных (долгомошные, сфагновые).

Для осуществления лесовосстановительных работ очень важно располагать данными об урожае семян, который зависит от района произрастания, типа леса, возраста и полноты древостоя, состояния погоды при цветении, созревании семян и многих других факторов внешней среды.

Таблица Масса 1000 шт. полнозернистых семян, г, в разных типах леса

Семена сосны, произрастающей на севере, имеют более толстую кожуру и сохраняют всхожесть дольше, чем семена южного происхождения. Следует отметить, что всхожесть семян зависит от времени их сбора. Ранний сбор шишек (сентябрь — октябрь) для заготовки семян влечет за собой пониженную всхожесть семян и более длительный семенной покой.

Семена сосны отличаются очень высокой всхожестью (90%), которая при правильном хранении семян сохраняется в течение 3—6 лет. Установлено, что путем повышения плодородия почвы можно значительно увеличить урожай семян. Наибольшее их количество обычно дают древостой II и III классов возраста. Прорастание семян и появление всходов возможно в течение всего вегетационного периода. При благоприятных условиях влажности и температурь; воздуха и почвы всходы появляются через 2—3 недели после выпадения семян из шишек или посева. В различных природно-географических условиях наибольшая грунтовая всхожесть семян наблюдается в разные сроки. В лесостепном районе выпадает в год 200—300 мм осадков. В течение года осадки распределяются неравномерно. В апреле — мае выпадает всего 14 мм, или 6,7%, в июле-августе 121 мм, или 58 % годового количества. В весенний период наблюдается резкая смена температуры воздуха и верхних слоев почвы, часто дуют ветры, иссушающие почку, в которой после таяния сравнительно тонкого слоя снега (12—15 см) имеется небольшой запас влаги.

Иногда весной, после выпадения осадков, здесь создаются условия, благоприятные для прорастания семян, но затем верхние горизонты почвы быстро высыхают и наклюнувшиеся семена погибают от недостатка влаги или из-за резкой смены температуры; последнее явление здесь также часто наблюдается. В пределах каждого природного района грунтовая всхожесть семян зависит от типа леса, экспозиции склона и других факторов.

В пределах каждого типа леса большое влияние на грунтовую всхожесть семян оказывают те условия, куда попадают семена при выпадении из шишек или при посевах. Как под пологом леса, так и на свежих вырубках прорастанию семян препятствует напочвенный покров и подстилка.

С увеличением мощности подстилки уменьшается количество всходов и их выживаемость, что подтверждается результатами посева одинакового количества семян в подстилку разной толщины (табл.).

Таблица Число всходов и сеянцев при различной толщине подстилки

Дли увеличения грунтовой всхожести семян и выживания всходов прибегают к различным способам подготовки почвы. В табл. 6 приведены данные о влиянии различных способов подготовки почвы на грунтовую всхожесть семян.

Таблица Грунтовая всхожесть семян, %, при различных способах подготовки почвы

Различные представители травяного покрова оказывают неодинаковое влияние на появление всходов. Ниже приводятся данные о влиянии травяного покрова на появление всходов сосны.

Грунтовая всхожесть семян, %

Бобовые (чина, клевер, астрагал)4,0

Сон-трава 8,4

Брусника 3,0

Злаки 0,0

Кипрей 8,0

Отрицательное влияние травяного покрова обусловлено не только иссушением почвы, но и другими нежелательными последствиями. Особенно пагубно на появление всходов влияет травяной покров из злаков.

Появившиеся из семян всходы имеют 4—7 трехгранных семядолей. Хвоинки на всходах одиночные, сидит спирально. Хвоя, расположенная на укороченных побегах попарно, появляется на второй год. На удлиненном побеге второго года закладываются верхушочная и несколько боковых почек, из которых на следующий год развивается осевой побег с 2—3 боковыми не точками, образующими первую мутовку, далее мутовки образуются ежегодно, что позволяет по ним подсчитывать возраст дерева. Однако, во-первых, подсчитывать возраст сосны по мутовкам легко до 30-50 лет, после указанного возраста нижние сучья мутовок отмирают и их трудно обнаружить; во-вторых, при благоприятных условиях увлажнения а летний период и теплой продолжительной осени сосна может дать два прироста побега в год и образовать вторую мутовку. Возраст дерева наиболее точно можно определить путем подсчета годичных слоев древесины на срезе пня у шейки корня, так как вторично годичного кольца древесины в случае образования второго прироста побега не образуется.

Всходы сосны отличаются сравнительно высокой устойчивостью к действию как крайне высоких, так я крайне низких температур (табл. 7).

Таблица Влияние высоких и низких температур на выживаемость всходов сосны

Данные таблицы, свидетельствуют, что всходы сосны успешно выносят сравнительно продолжительное воздействие температур +50° С и лишь при 5-часовом воздействии температуры + 60° С значительное число их погибает. Всходы сосны также страдают как от поздне-, так и от ранневесеныих заморозков, которые очень часто наблюдаются, особенно на сплошных вырубках таежной зоны.

На появление и рост всходов большое влияние оказывают температура и влажность почвы. Установлено, что прорастание семян сосны происходит лишь в пределах температур от + 7 до +37°С. Как избыток, так и недостаток влаги затрудняют прорастание семян. В природных условиях семена сосны после 25-дневного вымачивания снижают всхожесть до 15%, а после 35 дней — до 1,2%. На супесчаных и пылева-тых песчаных почвах оптимальные условия для появления всходов создаются при влажности почвы 25%, и подстилки —около 45%. При влажности супесчаных почв менее 10%, а подстилки менее 20% всходы появляются единично.

С момента появления всходов сосны наилучший их рост отмечается при полном или близком к нему освещении. Исключение наблюдается лишь в южной части ареала, где выживаемость и рост всходов выше при частичном их затенении,

Сосна обыкновенная является хорошим подвоем при прививках на нее различных видов сосен, особенно кедра сибирского и сосны корейской, а также таких быстрорастущих сосен, как веймутова, румелийсская и др. Это- свойство сосны широко используется для перехода к опытному семеноводству на селекционной основе. Для этого создаются семенные опытные плантации, которые обеспечивают лесное хозяйство семенами с высокими посевными качествами II наследственными свойствами, Такие плантации сосны создаются путем прививки черепков, заготовленных с плюсовый деревьев, отличающихся высокими хозяйственно ценными признаками: быстротой роста, прямизной ствола, высоким качеством древесины, устойчивостью к повреждениям, вредителям и болезням.

Особенности роста сеянцев сосны обыкновенной

Сосну обыкновенную желательно выращивать на достаточно плодородных супесчанных и легкосуглинистых хорошо дренированных почвах.

Семена сосны высевают весной после снегования в течение 1— 1,5 месяца в хорошо прогревшуюся почву. Лучший срок посева — период, приуроченный к фепофазе разверзания почек березы и начала ее облиствения. На незаплывающих почвах возможен осенний посев перед наступлением устойчивых заморозков (в октябре). Допускается раннелетний посев снегованными семенами (в начале июня) при обязательном регулярном поливе.

Сосна — требовательная к влаге, поэтому ее посевы поливают во всех зонах. При необходимости проводят предпосевные и подзимние поливы (в конце октября). Сеянцы подкармливают минеральными удобрениями для усиления их роста, особенно в первый вегетационный период.

В лесной зоне однолетние посевы покрывают поздней осенью (перед замерзанием почвы) слоем опилок 3—4 см для защиты сеянцев сосны от выжимания. Весной покрышку снимают. На участках с посевами и сеянцами проводят снегозадержание.

Семена, оказавшиеся в благоприятных почвенных условиях, начинают прорастать за счет питательных веществ, имеющихся в самом семени. Но для успешного завершения прорастания семенам необходимы воздух, вода и тепло окружающей среды. Различные наследственные данные и изменчивость наследственных особенностей организма, обусловливающие дифференциацию растений по росту и развитию в самом начале зарождения, усиливаются многообразными микроусловиями, в том числе и глубиной местонахождения семени. Чем глубже окажутся семена в почве, тем труднее росткам пробивать толстый слой почвы, тем позднее они появятся па поверхности.

Для нормального прорастания семян большинства древесных пород необходимо, чтобы температура воздуха была 18—20°. Различные древесные породы требуют различных температурных условий. Например, сосна начинает прорастать при температуре 5—6°, ель — при 20°, клен остролистный —при 4—5°, а клен высокогорный —при температуре около 0°. Семена большинства древесных пород прекращают всхожесть при температуре 40° и более.

Благоприятными для прорастания семян сосны являются минерализованный грунт, сильно разложившийся перегной и торф, хорошо защищенные от прямых солнечных лучей и ветра.

Прорастание семян так же, как и дальнейший рост и развитие проростка, зависит от соответствия требований семян условиям местообитания. Идет ли речь о предварительном возобновлении или о последующем, в каждом отдельном случае надо содействовать успешному прорастанию семян.

Появление всходов и их рост под пологом материнского леса зависят от доступа света. Древесный полог спелого материнского древостоя не потребляет всех полезных лучей света в связи со старением и тогда, проникая до почвы, лучи света прогреваются и тем самым способствуют прорастанию семян, находящихся в почве. Таким образом, под пологом спелого леса появляется благонадежный самосев и подрост.

Кроме этого, на прорастание семян влияет богатство почвы, состояние и видовое соотношение травянистого покрова, влажность почвы, рельеф и микрорельеф местности, экспозиция склонов и другие факторы условий среды в сочетании с наследственными особенностями семян. Все это необходимо учитывать при лесовосстановительных мероприятиях.

Развитие всходов. Проростки, или всходы, вышедшие на поверхность почвы в процессе естественного возобновления, в возрасте до 1 года считаются самосевом. Всходы, появившиеся на поверхности почвы в результате посева семян, называются сеянцами.

На первом году своей жизни размеры всходов далеко не одинаковы. Например, высота 2-летних сеянцев сосны колеблется от 2 до 14 см, а высота 2-летних семенных берез варьирует от 11 до 76 см. Значительное различие высоты, диаметров и других внешних признаков самосева и подроста было объяснено еще Ч. Дарвиным. Колебания в росте и развитии Ч. Дарвин объяснял прежде всего индивидуальной изменчивостью. Наследственные особенности организмов в пределах одного вида и возраста различны.

Индивидуальная изменчивость растений наиболее ярко проявляется в молодом возрасте. Внешние условия среды, например-травянистый покров, ливни, снеговал, снегопады и другие факторы, усиливают процесс дифференциации, который в конечном итоге завершается отпадом. В результате несоответствия требований организма условиям местообитания происходит естественное изреживание, т. е. отпад части самосева и подроста, который длится в насаждении на протяжении всей жизни древостоя, достигая максимума в молодом возрасте.

На каждом этапе жизни растение в процессе своего роста проявляет непрерывные требования к условиям среды, поглощая все необходимое для своего существования.

Для успешного возобновления и прорастания семян большое значение имеет лесная подстилка. Весной при помощи талых вод семена проникают до гумусового горизонта, где прорастают. Лесная подстилка сохраняет влагу в почве и тем самым способствует прорастанию семян и росту всходов. Однако прорастание семян и рост всходов зависят также от толщины и плотности подстилки. С увеличением толщины лесной подстилки общее количество самосева и подроста уменьшается. В типах леса, где подстилка состоит из опада лиственных пород— ясеня, дуба и хвойных, возобновление сосны может быть успешным. При наличии плотной подстилки из листьев клена, осины, липы, ильмовых всходы, прикрытые этими листьями, погибают. Материнские деревья в лесу создают благоприятные условия для развития самосева, защищая, например, нежные всходы от солнца, не давая буйно разрастаться травянистой растительности.

Плотный моховой покров, пронизанный гифами грибов, в хвойном лесу препятствует успешному возобновлению. Семена и даже появившиеся всходы при сильном разрастании мохового покрова зависают в его толстом слое и при недостатке влаги погибают. При наличии под пологом леса или на вырубке вереска исключается появление дернинных злаков и создаются благоприятные условия для естественного возобновления сосны.

Живой напочвенный покров на вырубках может быть полезен для всходов древесных пород, так как он защищает их от заморозков, ожогов солнца, иссушающего действия ветра. В то же время покров опасен для древесных всходов как конкурент, отнимающий у них влагу, пищу, свет и тепло.

Растения, которые появляются в первый год после пожара или рубок леса (например, кипрей), частично укрывают древесные всходы от солнца, ветра, заморозков и не являются их опасными конкурентами. Эти травянистые растения содействуют естественному возобновлению ценных древесных пород. Отдельные растения (например, люпин и клевер) обогащают почву азотом, улучшая условия развития леса. Зная характер травянистого покрова, можно легко предупредить его отрицательные влияния на ход роста самосева сосны.

Развитие подроста. Молодое поколение деревьев начиная со второго года и до возраста смыкания крон на вырубках или возраста, в котором молодые растения достигают половины высоты верхнего яруса древостоя, называют подростом. Наличие достаточного количества подроста под пологом леса или на вырубке еще не означает, что лес, нужный для хозяйства, сформирован. Существует целый ряд факторов, которые прямо или косвенно отрицательно влияют на дальнейший ход формирования леса. Прежде всего низкие температуры и заморозки часто повреждают подрост, вследствие чего растения плохо растут и принимают искривленную форму. На тяжелых влажных и сырых почвах подрост выжимается морозом из почвы. Среди молодого подроста имеется большое количество повреждений и заболеваний.

С учетом качества подроста И.С.Мелеховым предложена следующая классификация: благонадежный физиологически, безукоризненный в техническом отношении – Бб (Рисунок); благонадежный физиологически, но но дефектный технически - Бд; сомнительный -Сом; неблагонадежный - Н; сухой - Сух. Классификация подроста по И. С. Мелехову может быть использована при оценке предварительного сопутствующего и последующего возобновления.

Состояние подроста — его рост и развитие под пологом леса — находится в зависимости от сомкнутости крон материнского полога. Наибольшее количество благонадежного подроста всегда бывает при полноте 0,4—0,6. Снижение или увеличение сомкнутости полога отрицательно сказывается на благонадежности и численности подроста. В насаждениях высокополнотных к поверхности почвы проникает мало света и тепла, влаги в почве недостаточно, верхний слой почвы находится длительное время в переохлажденном состоянии. Поэтому и те семена, которым «посчастливилось» здесь прорасти, в дальнейшем почти все погибают. В редком лесу другая крайность. Обилие света и тепла способствует разрастанию дернины. В этих условиях подрост сосны, получив самостоятельное значение, не выдерживает конкуренции с травянистым покровом либо от заморозков, либо от солнцепека и погибает.

Подрост сосны под сомкнутым пологом леса может существовать 2—4 года. Подрост, находящийся под пологом леса, в разной степени реагирует на осветление, что всегда надо иметь в виду при обосновании способов рубок леса. Резкое выставление на свет подроста сосны менее губительно сказывается на его дальнейшем росте, чем смена световых условий на жизнеустойчивость ели.

Изучение роста взрослой сосны

Рост и развитие сосны и ее продуктивность

Рост сосны характеризуется увеличением высоты, диаметра, объема. Развитие есть качественное изменение, происходящее в процессе, роста и ее формирования. Развитие отличается от роста тем, что оно при одинаковом росте может быть различным и определяется по внешним морфологическим, таксационным и физиологическим признакам. Одним из наиболее наглядных признаков изменения качества в процессе роста сосны является плодоношение. У деревьев одинакового роста и возраста плодоношение может наступить в разное время их жизни.

Продуктивность сосны - это накопление древесной массы за определенный период времени в виде запаса (в кубических метрах). Темпы накопления запаса древесины зависят от древесных пород и условий среды. В зависимости от того, насколько потребности древесных пород удовлетворяются продуктами питания, и будет варьировать продуктивность леса.

Рост и развитие древесных пород являются функцией времени и условий среды. Будучи в состоянии самосева молодые деревца имеют малоразвитую корневую систему и небольшую листовую поверхность. По мере разрастания корней и листьев ассимилирующая способность крон возрастает, увеличивается прирост древесины. Так продолжается до появления в кроне дерева плодов и шишек. С наступлением плодоношения рост их в высоту замедляется и по мере старения деревьев прекращается. Если принять за единицу рост по высоте спелого леса, произрастающего в оптимальных условиях место произрастания, то интенсивность роста за период времени от самосева до возраста спелости может быть выражена кривой (рис.).

Участки кривой, соответствующие определенным этапам в жизни и формировании леса, не одинаковы. Возникший на вырубке или под пологом леса самосев затрачивает энергию на одревеснение стебля, формирование листьев и развитие корней, как бы проходит этап становления организма и подготавливает себя к активному росту до периода смыкания крон. После смыкания крон, когда на деревцах образуются по шесть-восемь мутовок с густым облиствением, начинается период молодняка, характеризующийся высоким темпом прироста ствола по высоте, который продолжается в возрасте жердняка и замедляется после начала плодоношения. В приспевающем возрасте у деревьев усиливается плодоношение и резко снижается рост в высоту.

В практике лесоводства приняты следующие возрастные этапы сосны: молодняк, жердняк, средне возрастной, приспевающий, спелый и перестойный.

Молодняк —насаждение I класса возраста, до 20 лет.

Жердняк —древостой, находящийся в периоде интенсивного роста, когда стволы имеют размеры жердей (II класс возраста, т. е. от 21 до 40 лет) .

Средне возрастной — это который интенсивно растет и в возрастном отношении находится примерно посередине между периодами возникновения и спелости. Это древостой в возрасте от 41 до 60 лет.

Приспевающий— древостой, замедливший свой рост, но не достигший спелости. Это хвойные в возрасте 61—80 лет.

Спелый —древостой сосны, почти не проявляющий признаков роста по высоте, но еще способный увеличивать прирост древесины по диаметру. Это сосна в возрасте от 81 до 100 лет или 101 —120 лет.

Перестойный — древостой, прекращающий рост, разрушающийся от старости и болезней от 120 лет и выше.

Эти возрастные этапы, или периоды, в жизни сосны носят условный характер, так как в пределах каждого из них наблюдаются другие качественные изменения в процессе роста деревьев, зависящие от климатических факторов, изменения в водном режиме и почвенном питании, деятельности человека и др.

В скорости роста деревьев имеются годичные изменения. Особенно велики эти отклонения в молодом возрасте. Подтвердим это при помощи анализа статистических показателей измерений хода роста по высоте сосны в возрасте 15 лет (табл.).

Ход роста сосны по высоте

Как видно из таблицы, годичный прирост по высоте имеет значительные колебания: от 0,1 до 0,8 м: Они зависят от многих причин и особенно от погодных условий вегетационного периода. Прирост по высоте за период времени характеризуется средней величиной

Сосна — быстрорастущая порода. При отсутствии затенения наибольший прирост по высоте в благоприятных условиях произрастания отмечается в возрасте 15—20 лет; в худших условиях произрастания — н 25—30 лет. Годовой прирост сосны в высоту при благоприятных условиях произрастания может составлять 0,8—1 м.

После 40—50 лет прирост по высоте начинает постепенно уменьшаться, хотя и сохраняется весьма продолжительный период. В Сибири иногда встречаются деревья 300-летнего возраста, у которых наблюдается прирост не только по диаметру, но и по высоте. Сосны достигают высоты 46-50 м при диаметре 1 м. Встречаются отдельные деревья свыше 500 лет.

Рост сосны в высоту в условиях подзоны южной Тайги начинается обычно в начале мая и заканчивается во второй половине июня, незначительное увеличение длины побеги наблюдается и в июле. Деревья I класса роста на протяжении всего вегетационного периода отличаются лучшей энергией роста и растут больший период времени, чем более угнетённые,

Прирост сосны но диаметру зависит от температуры воздуха и осадков вегетационного периода. Во время похолодания прирост резко снижается. Во второй половине лета, когда запасы влаги в почве истощаются, рост сосны по диаметру зависит от количества выпадающих осадков. Во время продолжительных заcyx радиальный прирост прекращается и может возобновлен после дождей.

Сосна — светолюбивая порода и хорошо растет только без затенения. Если еловый подрост под пологом древостоя не теряет жизнеспособности до 60—80 лет и более, то подрост сосны обычно погибает в возрасте 10—15 лет, и лишь групповой подрост, расположенный в окнах, сохраняет жизнеспособность выше указанного срока.

При естественном и искусственном возобновлениях сосны на вырубках с высокопроизводительными почвами необходимо осветление, т. е. удаление лиственных пород, которые по высоте перегоняют сосну, резко ухудшают ее рост и приводят к гибели.

Плохой рост подроста сосны, особенно под пологом взрослых древостоев, произрастающих на сухих бедных почвах, обусловлен не только недостатком света, но и тем, что деревья материнского древостоя своими мощными и хорошо развитыми корнями перехватывают питательные вещества и влагу из почвы. Исследования, проведенные в степных борах Западной Сибири и Забайкалья, а также в других районах страны, свидетельствуют, что участки, искусственно изолированные от корневых систем древостоя, имеют значительно больший запас влаги и гибель всходов здесь значительно меньше по сравнению с контрольными участками.

Характерной особенностью сосны обыкновенной является очень высокая устойчивость к низкой относительной влажности воздуха, о чем свидетельствует успешное произрастание сосны в степных районах, здесь она проникает иногда до границы с полупустыней. Даже в засушливые годы сосновые леса повреждаются в значительно меньшей степени, чем леса, состоящие из других пород. У сосны, особенно в молодом возрасте, очень хорошо выражена способность восстанавливать усыхающие вершины при их отмирании; постепенно главный ствол формируется из наиболее сильных боковых ветвей. Поэтому не во всех случаях следует спешить со сплошной вырубкой поврежденных засухой молодняков.

Как указывал В. В. Миронов (1977), сосна удовлетворительно переносит также высокую влажность воздуха. Так, она хорошо растет в районах с влажным климатом северо-западной части. Вместе с тем при крайне высокой влажности воздуха наблюдается массовое поражение сосны грибными заболеваниями (Рудный Алтай).

Сосна обыкновенная не отличается высокими требованиями к почвенио-грунтовым условиям. В отличие от других хвойных и лиственных пород она обладает исключительной способностью формировать леса па бедных, а также сильно заболоченных почвах. На связнопесчаных и супесчаных почвах в пределах ареала' многих древесных пород (ель, береза, дуб, липа) конкурентные !взанмоотношения складываются в пользу сосны, которая формирует здесь чистые или смешанные древостой.

Сосна растет на почвах различного механического состава, однако на легких почвах (песчаных, супесчаных) она растет значительно лучше и быстрее, чем на тяжелых (суглинках, глинах). В лесной зоне на супесях и легких суглинках, а также на песчаных почвах, подстилаемых суглинками, сосна формирует высокопродуктивные древостой.

Продуктивность сосновых, а также древостоев других древесных пород определяется благоприятным сочетанием в почве таких основных факторов, как тепло, влага, свободный кислород и др. Корни сосны отличаются несколько повышенной требовательностью к температуре почвы. Рост корней начинается при температуре около 5-6° С, но в интервале температур - до 8-9° С идет весьма медленно (Орлов, Кошельков, 1971).

Большое влияние на рост сосны оказывает водный режим. В условиях таежной зоны избыток влаги в почве приводит к уменьшению продолжительности вегетационного периода для корней, снижению аэрации почвы, что ухудшает лесорастительные условия и понижает производительность лесов. Наилучший рост сосны в обычно наблюдается при глубине грунтовых вод 1,5—2 м. С повышением уровня грунтовых вод ухудшается кислородный режим, что приводит к торможению ростовых процессов.

На жизнедеятельность корней существенно влияет вода, находящаяся на иллювиальном горизонте, которая чаще всего возникает весной после таяния снега. При высоком ее стоянии задерживается жизнедеятельность корней, снижается продолжительность вегетационного периода и, как следствие, уменьшается прирост. Во влажных типах леса (долгомошники, сфагновые) с близким залеганием оглеенного горизонта (0,25—0,3 м) более успешный рост сосны возможен только на микровозвышениях.

Из всех древесных пород, произрастающих на песчаных почвах, сосна наиболее устойчива к недостатку влаги. Так, в зоне хвойно-широколиственных лесов на рыхлопесчаных почвах с глубоким уровнем грунтовых вод корни сосны могут проникать на глубину до 6 м и более. Количество таких корней обычно невелико. Эти корни снабжают растения влагой во время засушливых периодов и тем самым предотвращают гибель сосны от иссушения, а также способствуют лучшему росту и развитию растений.

Сосна также обладает очень важной способностью: длительное время выдерживать сильное иссушение почвы. Ранее считалось, что приспособленность сосны к сухим, бедным почвам обусловлена способностью ее образовывать мощную корневую систему, с помощью которой охватывается большой объем почвы.

В отличие от других древесных пород корни сосны В состоянии покоя очень устойчивы к недостатку кислорода (анаэробиоз). Установлено, что сосущие корни сосны, закончившие рост осенью, могут сохраняться в непрерывно затопляемых слоях почвы в условиях полного анаэробиоза в течение двух последующих периодов вегетации. Вместе с тем длительное отсутствие кислорода в почве приводит к уменьшению продолжительности периодов активной жизнедеятельности корней, нарушению их поглощающей поверхности, а также к гибели более или менее значительной части корневых систем, что обусловливает уменьшение общего баланса поступления питательных веществ, а также снижение продуктивности сосновых лесов таежной зоны.

Кислородный режим почвенной влаги зависит от интенсивности поглощения кислорода, поступающего в почву с дождевой или талой водой, и скорости оттока обедненной кислородом воды из почвы. Так, в сосняках-черничниках и сложных почвенная вода может близко подходить к поверхности почвы, но благодаря строению почвы и ее водно-физическим свойствам в этих типах леса наблюдается сравнительно быстрый отток воды из верхних слоев почвы, и концентрация кислорода в ней не успевает снижаться до критической для жизнедеятельности корней величины. В этих типах леса анаэробные условия наблюдаются лишь в нижних горизонтах почвы, причем во влажных черничных на глубине 40—60 см.

Кроме водно-физических свойств и наличия кислорода, плодородие почвы во многом зависит от содержания в ней подвижных (доступных) форм азота, фосфора, калия и некоторых других элементов. По общему потреблению из почвы элементов питания высокопродуктивные сосновые, еловые и березовые насаждения не имеют существенных различий, хотя названные породы отличаются специфическими особенностями в накоплении отдельных элементов, прежде всего азота и калия.

При низкой концентрации питательных веществ к почве сосна способна больше накапливать органического вещества, чем ель и береза. При уменьшении обеспеченности молодых растений азотом до одинаковой величины скорость накопления сухого вещества у сосны снижается до 62%, тогда как у ели —до 48%, В у березы —до 24%. Это обусловлено тем, что сосна более энергично поглощает элементы питания и более экономно их использует. Эта порода способна длительное время поддерживать свое существование при очень ограниченном поступлении азота из почвы.

Итак, сосна произрастает на разных почвах —от сухих песчаных или слаборазвитых каменистых до болотных, от бедных, лишенных подвижных форм азота и других минеральных элементов, перевеенных песков до богатых черноземов. Такая приспособленность обусловлена не только особенностями сосны, о которых говорилось выше, но и тем, что эта порода обладает высокой пластичностью корневой системы, интенсивным ростом корней, способностью охватывать ими более или менее значительную часть почвенной толщи, проникать в глубокие слои почвогрунта, преодолевать неблагоприятные по своим свойствам горизонты.

Корни сосны и прежде всего их всасывающие оконечности обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным воздействиям: низкой или высокой температуре, недостатку влаги и кислорода, избытку солей и т. д.

В зависимости от мощности, механического состава почв, богатства ее минеральными веществами, водно-физических свойств, динамики влажности почвы и т. д. сосна формирует различные корневые системы. В условиях северной тайги на строение и развитие корневых систем большое влияние оказывают температура и глубина оттаивания почвы в вегетационный период, так как корни древесных пород, как правило, проявляют свою жизнедеятельность лишь при температуре, не ниже 5—6° С.

На относительно рыхлых почвах с достаточно благоприятным режимом увлажнения, аэрации, температуры и содержания питательных веществ сосна образует мощные горизонтальные корни (преимущественно в поверхностном слое), а также глубоко проникающие в нижние горизонты почвы стержневой и якорные. Якорные корни формируются в непосредственной близости от ствола дерева; эти корни в свою очередь разветвляются на несколько более тонких идущих вертикально вниз и оканчивающихся в большинстве случаев глубже, чем разветвленный стержневой корень. На рыхлых почвах с благоприятным режимом увлажнения и аэрации длина горизонтальных корней в 2—3 раза превышает радиус кроны. Такие корни залегают на глубине 10—30 см, образуя наиболее разветвленную деятельную часть под слоем лесной подстилки. Объем почвы, используемый горизонтальными корнями спелого дерева, до 26 м3. Стержневой и якорные корни проникают на значительную глубину, иногда до 5—6 м и более. Такое строение корневой системы встречается на сравнительно небольших площадях, так как различные особенности почвенных условий накладывают глубокий отпечаток на морфологию корневых систем. Многочисленные исследования, выполненные в различных условиях, свидетельствуют о том, что на бедных почвах корневая система у сосны развивается более сильно, чем на богатых почвах. Так, на черноземе общая длина всех корней значительно меньше, чем на песках.

На сухих и бедных песчаных почвах с глубоким уровнем грунтовых вод сосна развивает мощную разветвленную поверхностную корневую систему длиной до 18—20 м, т. е. в 2 раза больше, чем на супесчаных почвах. В рассматриваемых условиях вертикальные корни проникают на небольшую глубину. Установлено, что в более сухих условиях возрастает отношение массы корней к наземной части.

В условиях избыточного увлажнения строение корневой системы сосны прежде всего определяется дренированностью почвы. На дерново-подзолистых и подзолистых почвах корни сосны проникают на глубину до 2 м и более, но основная масса корней располагается в верхнем слое до 10—30 см. Кроме корней, развивающихся в поверхностном слое почвы, которые составляют 80—90% общего количества, наблюдается Обильное развитие корней в горизонте вымывания. На долю этих корней приходится 8—10% от их общего количества.

По форме стержневого корня сосен 20—40-летнего возраста, произрастающих на осушенных площадях, С. Э. Вомперскии (1968) выделено 5 типов корневых систем:

корень направлен вертикально вниз с тупым или укороченным окончанием, от которого отходит щетка горизонтальных корневых тяжей;

корень по форме такой же, как в типе 1 или более сбежистый, но направлен наклонно вниз;

корень на глубине 10 см резко изгибается, принимает горизонтальное направление, постепенно утончается, образуя метелку корневых окончаний;

корень представлен несколькими идущими вглубь короткими корешками, концы которых сильно ветвятся; каждый такой корешок имеет вид «лапы»;

корень отсутствует или имеет вид горизонтального корня.

Факторы, влияющие на рост сосны

Факторы, влияющие на рост сосны, исключительно многообразны. Все они выражают обеспеченность растений условиями жизни. Одни из них положительные, т. е. способствуют высокому темпу накопления древесной массы и созданию благоприятных условий среды, другие отрицательные, т. е. замедляют рост.

Благоприятными факторами для роста сосны следует считать оптимальные условия воздуха и почвы, влаго обеспеченность и воздухо проницаемость почвы, наличие зольных элементов, азота и микроэлементов для питания растений.

Отрицательными факторами являются резкие колебания температуры воздуха и почвы, недостаток или застойность влаги в почве, обилие конкурентных трав и др. В борьбе с неблагоприятными условиями среды, часто приспосабливаясь к ним и обусловливая их, молодые древесные растения, разрастаясь, образуют сплошной лесной полог. Происходит смыкание полога, часто зависящее от численности особей на единице площади. С момента смыкания молодые деревца испытывают новые условия, отличные от прежних. С этих пор начинается процесс формирования древостоя, объединяющий рост и развитие в одно неразрывное целое. Новому лесу предстоит либо естественным путем, либо с помощью человека заменить тот материнский полог, который, достигнув максимального запаса древесины, был срублен для удовлетворения нужд потребностей народного хозяйства.

Формирование нового леса на месте срубленного из предварительного сопутствующего или последующего возобновления происходит по-разному и зависит прежде всего от биологических особенностей. При этом имеет большое значение состав молодняка. Разные древесные породы имеют неодинаковый темп роста в высоту. Так, светолюбивые хвойные породы сосна веймутова и др.— в молодом возрасте прирастают по высоте более энергично, чем, например, теневыносливые — ель, пихта, хотя в благоприятных условиях и те и другие достигают в конечном итоге 30—35 м в высоту. Темп роста деревьев в сомкнутом лесном пологе зависит от условий место произрастания. На свежих супесчаных почвах, подстилаемых материнской горной породой, легкой по механическому составу, сосна достигает I класса бонитета, а на сухих песках или на почвах заболоченных —IV класса бонитета.

После смыкания крон деревьев и образования лесной чащи решающим фактором успешного формирования леса является численность, или густота, древостоя. В зависимости от числа деревьев на единице площади на каждой конкретном возрастном этапе жизни леса происходит дифференциация деревьев, т. е. проявление свойств роста и развития деревьев в лесном пологе. Таким образом, рост, развитие и продуктивность леса необходимо рассматривать в связи с пространством (земля, атмосфера), временем и обеспеченностью условиями жизни.

Смена сосны обыкновенной

Смена сосны елью. Внимание лесоводов и ботаников издавна обращалось на смену сосны елью и обратный процесс замены ели сосной.

Высокая требовательность к почве и проточной влажности, большая теневыносливость в молодом возрасте по сравнению с сосной обеспечивают ели хороший рост под сосновым пологом (рис. 49). Образовавшийся второй ярус из ели препятствует возобновлению сосны, ухудшает физические и химические свойства почвы, способствует повышению ее кислотности. В весеннее время почва под елью долгое время находится в холодном состоянии. Все это ослабляет нормальный рост первого яруса сосны, она начинает усыхать и уступать свое место ели. Сосновый полог выполняет роль положительного фактора для поселения ели. Но не под любым сосновым пологом ель находит благоприятные условия для роста. В. низкопродуктивных сосняках, произрастающих на бедных песчаных почвах, самосев ели либо не образуется или погибает вскоре после появления. На заболоченных почвах, где сосна имеет IV—V классы бонитета, елового подроста не бывает. На богатых почвах, подстилаемых материнской породой более тяжелого механического состава, у ели проявляются свойства «завоевателя» территории. Здесь проявляется чувствительность ели к богатству почвы минеральными элементами питания. Заменяя сосну, ель образует высокопроизводительные древостой на почвах, богатых азотом, с проточным увлажнением. На почвах, у которых верхний горизонт песчаный и подстилается легкими и средними суглинками, ель менее производительна, чем сосна, а следовательно, преобладание ели на этих почвах не представляет ни лесоводственной, ни хозяйственной ценности. Путем рубок ухода и других лесохозяйственных приемов лесовод может направить смену пород в желаемую сторону.

Смена сосны березой и осиной. Этот процесс происходит чаще всего после сплошной рубки соснового древостоя. На свежих супесчаных почвах на месте срубленного соснового леса на вырубках, как считает И. С. Мелехов, может сохраниться травянистый покров, вышедший из-под полога леса, и приспособиться к новым условиям среды. Это лишайниковые, долго-мошниковые вырубки. Появление березы и осины на лишайниковых и долгомошниковых вырубках сочетается с возобновлением сосны, всходы которой выдерживают конкуренцию трав и лиственных пород. После вырубки березы появляется естественный сосновый подрост.

Смена сосны дубом происходит в сложных сосново-дубовых насаждениях, где из-за густого подлеска и второго яруса сосна не возобновляется. Неумелая рубка леса способствует образованию порослевого дубового низкопроизводительного леса, чего можно не допустить в процессе правильной лесохозяйственной деятельности.

Селекция сосны обыкновенной

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является типичной лесообразующей породой. Она создает внешний облик леса и совместно с другими растениями образует характерные лесные сообщества — группу сосновых типов леса. Древесина сосны прочная, стойкая против гнили, хорошо поддается обработке. Из бревен строят дома, изготавливают шпалы, рудстойку, телеграфные столбы. Кору сосновых деревьев прессуют в брикеты, которые можно использовать в качестве топлива. Сосновая смола — ценное сырье для получения канифоли и скипидара, который применяется при производстве лаков, красок и даже лекарств. Она хорошо приспособлена к различным условиям произрастания: растет на песчаных и глинистых почвах, скалах, болотах, часто там, где другие древесные породы произрастать не могут.

11.1.1. Направление селекции и сортовой идеал сосны обыкновенной

При формировании сортового идеала сосны обыкновенной учитываются лесоводственные особенности и многообразие хозяйственного применения. Улучшенный селекционный материал сосны обыкновенной должен отвечать следующим основным критериям:

• высокая продуктивность;

• устойчивость к болезням (пузырчатой ржавчине, корневой губке, шютте, сосновому вертуну и др.) и вредителям (подкорковому клопу, сосновому пилильщику и т.п.);

• достаточная репродуктивная воспроизводимость;

• хорошая форма ствола и высокое качество древесины.

Кроме вышеперечисленных основных критериев некоторые специальные сорта сосны обыкновенной должны обладать особыми свойствами, например высокой с мол о продуктивностью или засухоустойчивостью. Отдельные критерии сорта часто взаимно исключают друг друга. Так, отбор на продуктивность, как и вообще любой отбор, может привести к обеднению генофонда вида и, как следствие, к снижению иммунитета и устойчивости. Об этом надо всегда помнить при работе с лесными древесными растениями.

Направление селекции сосны обыкновенной зависит от конкретной цели создания насаждений и от региона. В лесопромышленных регионах страны селекция ведется на высокую продуктивность, для лесоразведения в южных — на засухоустойчивость, иммунитет к болезням и устойчивость к вредителям. В регионах, где практикуются концентрированные рубки и стоит задача быстрейшего облесения больших площадей, следует ориентироваться на сорт-популяцию. О принципиальной возможности получения таких сортов свидетельствует практика отбора плюсовых насаждений.

Формовое разнообразие. Сосна обыкновенная является очень полиморфным видом. Из большого количества форм, описанных Л.Ф. Правдиным (1964), 31 выделены по форме кроны и ствола, 9 — по строению корки, 21 — по размерам и окраске хвои, 12 -— по окраске стробилов и строению шишек, 3 — по качеству древесины и 5 — по цвету семян. Каждый древостой состоит из множества деревьев, различающихся морфологическими, анатомическими, физиологическими и другими признаками. Среди них встречаются формы, обладающие ценными свойствами, которые могут стать объектом отбора.

По типу кроны у сосны выделяют узкокронные, обычные и ширококронные деревья. Главными признаками, определяющими форму кроны, являются: длина и толщина сучьев, угол прикрепления ветвей к стволу, число побегов в одной мутовке. Боковые ветви первого порядка у узкокронных сосен тоньше, диаметром до 3 см, отходят от ствола под углом 30-60°, но встречаются особи с короткими ветвями, отходящими от ствола под прямым углом (колонно-видная форма). У ширококронных деревьев ветви первого порядка толстые, отходят от ствола под углом 60-90°. Ветвей в мутовке у них, как правило, меньше, чем у деревьев с узкой кроной.

По строению корки принято различать чешуйчато- и пластинча-токорые формы сосны. Наследственным признаком является также высота поднятия по стволу грубой корки. Признаки цвета и строения коры, как и форма кроны, значительно изменяются с возрастом деревьев. Хорошим признаком, позволяющим отчетливо выделять отдельные формы, является строение щитка (апофиза) у чешуек сосновых шишек. По строению апофиза различают плоские, выпуклые (бугристые) и крючковатые формы. Форма шишек в пределах дерева одинакова, но в насаждении обычно встречаются деревья всех форм. Представленность выпуклых форм в пределах ареала сосны везде примерно одинакова. Деревья с плоским щитком чаще встречаются на севере, а с крючковатым — на юге.

Несколько форм у сосны выделяют по цвету семян. Цвет семян однообразен во всех шишках дерева и не меняется в зависимости от возраста. На севере ареала преобладают деревья сосны с более светлой окраской семян, на юге — с темной. По мнению некоторых авторов, цвет семян у сосны имеет защитное значение, а большое разнообразие оттенков связано с многообразием субстратов, на которые попадают семена после вылета из шишек. Основными цветами семян сосны являются: черный, коричневый, пестрый и бежевый или светлый. О лесоводственной ценности этих форм сведения противоречивые, но большинство авторов отмечают некоторое преимущество деревьев с темно окрашенными семенами.

Особую хозяйственную ценность имеют формы, отличающиеся скоростью роста. Формы по интенсивности роста у сосны можно выделять, начиная с самого раннего возраста. У однолетних сеянцев отбраковывают угнетенные в росте и больные. Среди двухлетних растений быстрорастущие экземпляры отличаются не только размерами, но и количеством и размером верхушечных почек, а также длиной хвои. Длиннохвойные саженцы сосны с числом верхушечных почек свыше пяти и с ранними сроками их распускания оказались в испытательных культурах более быстрорастущими. Начиная примерно с 10-летнего возраста, формы по интенсивности роста можно определить непосредственно по высоте. Есть данные, что деревца сосны, обгоняющие по высоте в этом возрасте своих сверстников, продолжают сохранять лидирующее положение и в дальнейшем. Однако окончательное суждение о быстроте роста деревьев можно составить в возрасте, составляющем две трети от возраста рубки.

11.1.3. Методы селекции сосны обыкновенной Основным методом селекции сосны обыкновенной считается отбор. Гибридизация как метод селекции также может использоваться, но большой срок получения результатов такого метода при работе с долговечными растениями отодвигают его на второй по значимости план. Работа по экспериментальному мутагенезу сосны обыкновенной также ведется, но пока она не вышла за пределы научных учреждений и в практике лесного хозяйства большого значения не имеет. Вегетативное размножение сосны обыкновенной затруднено, поэтому селекция вида ориентирована не на клоновый, а на семейственный и популяционный уровень. Самым распространенным при работе с сосной обыкновенной является массовый отбор в ходе селекционной инвентаризации естественных сосновых древостоев. С увеличением возраста опытных географических и испытательных культур все возрастающее значение приобретает отбор лучших климатипов, экотипов и форм.

Перспективен также отбор с учетом формового разнообразия при рубках ухода за лесом.

3.4 Народнохозяйственное значение сосны обыкновенной и ее экономическая эффективность

Трудно переоценить народнохозяйственное, эстетическое, санитарно-гигиеническое и рекреационное значение сосны и образуемых сосновых насаждений. Все части дерева сосны, начиная от почек, хвои и кончая пней и корнями, являются весьма ценным сырьем для деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, лесохимической, медицинской и других отраслей промышленности. В табл. 10 приведены данные, характеризующие продуктивность различных частей сосновых древостоев.

Велико значение сосны для защиты почвы от эрозии, улучшения климатических условий и водного режима территории. Она широко применяется при создании полезащитных полос, укреплении подвижных песков, облесении берегов рек и овражно-балочных систем; ее используют для озеленения городов, рабочих поселков. В сосновых лесах заготавливается большое количество грибов, ягод и очень важного лесохимического сырья — живицы,

Таблица Соотношение, % к абсолютно сухой массе, различных частей сосновых древостоев разного возраста

Как видно из таблицы, основную массу дерева составляет ствол, который состоит из органических веществ, в состав которых входят углерод, водород, кислород, азот и другие химические и минеральные вещества. Содержание этих элементов у разных древесных пород почти одинаковое.

Таблица Химический состав древесины, % от абсолютно сухой массы

Древесина у сосны блестящая, мягкая, смолистая, плохо поддается гнутью, легко колется. Заболонь широкая, желтовато-белая, ядро буровато-красного цвета. Годичные слои ясные; поздняя древесина довольно резко отличается от ранней; смоляные ходы многочисленные, довольно крупные. Сердцевинные лучи, многочисленные, высотой до 0,5 мм.

Качество древесины сосны, заготовляемой в различных природно-географических районах, неодинаково. Так, в северных районах сосна обычно обладает более высокими техническими качествами, чем сосна, произрастающая, в других районах. В пределах каждого района технические свойства древесины зависят от условий произрастания. Известно, что сосна выросшая на боровых, хорошо дренированных песчаных почвах, отличается желтовато-красным цветом, мелкослойностью, обладает наиболее плотной и смолистой древесиной. Сосна, растущая на влажных и богатых почвах, имеет древесину более рыхлую, крупнослойную, менее смолистую и менее прочную.

Установлено, что с увеличением содержания поздней древесины физико-механические свойства древесины сосны улучшаются. Наиболее высококачественная древесина расположена в комлевой части первого бревна.

При оценке качества древесины, помимо физико-механических свойств, учитываются ее пороки. К основным сортообразующим порокам относятся сучья, гниль, кривизна и трещины. В стандартах определены требования в отношении допускаемых размеров порока в том или ином сорте каждого сортимента.

Различные лесохозяйственные мероприятия, проводимые в процессе создания и выращивания сосновых лесов, оказывают большое влияние на качество выращиваемой древесины. Более густые насаждения отличаются меньшей сучковатостью, более высокими коэффициентами формы ствола. На сучковатость сосны влияет также состав древостоя. Так, примесь березы часто способствует увеличению сучковатости сосны. Если ставится задача выращивать сосну для получения древесины высокого качества, то примесь березы нежелательна.

Однако при решении таких вопросов, как выбор густоты древостоев, их состава на разных этапах роста и развития и т. д., необходимо учитывать не только количество выращиваемой древесины, но и целый ряд других моментов: стоимость выращивания, последующую потребность в проведении рубок ухода, выполнение водоохраннозащитных функций насаждениями разного состава и др. Сосновые леса характеризуются высоким выходом основных ассортиментов (табл.).

Таблица Выход, %, ведущих ассортиментов из сосновой древесины

Благодаря высоким свойствам и качеству древесина сосны применяется в промышленном, жилищном, сельскохозяйственном и железнодорожном строительстве; весьма широко она используется в каменноугольной, горнорудной и нефтяной промышленности, мосто-, судо-, вагоностроении, а также в сельскохозяйственном машиностроении, широко применяется в мебельной промышленности, а также для изготовления тары и фанеры. В процессе лесозаготовок из ствола сосны заготовляют следующие основные ассортименты: пиловочник, строительные бревна, рудничную стойку, подтоварник, жерди, шпальные и судостроительные кряжи, бревна гидростроительные и для столбов, фанерные кряжи, балансы.

Спрос на ассортименты, заготовляемые в сосновых лесах, ежегодно возрастает. Поэтому почти во всех районах страны расчетная лесосека но сосновому хозяйству осваивается полностью.

Пни сосновые спустя 10—15 лет после рубки древостоев используются для заготовки пневого осмола — цепного сырья для получения смолистых веществ в смоло-скипидарном производстве. Заготовка пневого осмола осуществляется с помощью корчевальных машин или взрывным способом.

Учитывая, что осмол заготовляют на старых вырубках, где обычно возникают сосновые молодняки, необходимо принимать меры к сохранению последних. При использовании корчевальных машин на вырубках повреждается больше молодняка, чем при взрывном способе. Для вывозки осмола в целях большей сохранности молодняка волоки следует прокладывать по старым лесовозным дорогам, просекам, прогалинам. Несмотря на принимаемые меры по сохранению молодняка, его в процессе смолозаготовок погибает очень много. Для устранения нежелательных последствий при смолозаготовках необходимо усилить исследования по использованию свежих пней в качестве осмола, а также по повышению смолистости древесины сосны при смолоподсочке.

При проведении рубок главного и промежуточного пользования, кроме ствола и пней, все шире используется на переработку другой компонент дерева — крона, особенно ее зеленая часть — хвоя. В клетках хвои содержатся многочисленные необходимые человеку и животным биологически активные вещества — витамины, хлорофилл, микроэлементы и др. Из хвои делают экстракт для ванн. Путем механической и химической переработки из хвои получают витаминную муку, хлорофилло-каротиновую пасту, эфирные масла. Важным лекарственным сырьем являются сосновые почки и весенние побеги. Сосновые почки собирают ранней весной в момент их набухания, когда верхние чешуйки замкнуты и почки еще не раскрылись. В почках содержатся эфирные масла смолы, дубильные вещества.

Сучья сосны, которые составляют около 10— 15 % общего запаса древостоя, используются для изготовления технологической щепы. Щепа применяется в целлюлозно-бумажной промышленности, для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит, строительных блоков, пластиков и т. д.

Недревесные продукты сосновых насаждений

Сосна и сосновые леса дают ценные продукты не только в результате рубки древостоев, но и в процессе их жизнедеятельности. Основным и наиболее важным продуктом прижизненного использования сосновых лесов является живица. Свежая, вытекающая из сосны живица представляет собой светлую (почти бесцветную) вязкую жидкость. Она состоит из практически нелетучих кристаллических смоляных кислот (канифоли) и летучих терпентинных углеводородов (скипидара). На воздухе живица быстро мутнеет, становится непрозрачной и более вязкой, засоряется кусочками коры, хвои и древесины (механические примеси), а также водой от дождя и рос. Живица содержит около 75% канифоли, 18—20% терпентинных углеводородов (скипидара), 5—7% воды и до 1% различных механических примесей.

Трудно назвать отрасль промышленности, где бы не использовались продукты переработки живицы. Сосновая живица в переработанном виде используется для приготовления некоторых лекарств в фармацевтической промышленности, а также для приготовления типографских красок и литографических чернил, мастик и лыжных мазей.

Основной продукт живицы — канифоль — применяется в целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, химической, электротехнической и мыловаренной промышленности. Следует подчеркнуть, что канифоль в названных отраслях промышленности, кроме мыловаренной, не имеет равноценных заменителей. Канифоль используется также для приготовления ценного препарата — креолина, широко применяемого в ветеринарии.

Из растущей сосны живицу добывают путем нанесения систематических надрезов, так называемых вздымок, или подновок, на стволе дерева в вегетационный период (апрель — сентябрь). Подновки наносят для возобновления выхода живицы. Живица, вытекающая при подсочке сосны, находится в особых каналах смоляных ходах, которые расположены в древесине, хвое, первичной коре. Для подсочки имеют значение лишь смоляные ходы, расположенные в заболони древесины. Живица образуется в выстилающих смоляной ход клетках, откуда она с силой выдавливается в полость смоляного канала. По мере заполнения канала смоляного хода выстилающие клетки сжимаются, создавая давление на находящуюся в канале живицу. При нанесении подновок живица вытекает из смоляного хода, а затем вновь образуемая живица опять заполняет смоляные ходы.

Выводы и предложения

В связи с тем, что ареал сосны весьма обширен: на севере он доходит до границы лесной зоны и в связи с тем, что эта древесина имеет высокую стойкость против гниения, достаточно высокую прочность, хорошо обрабатывается, то она очень широко применяется. Она используется в строительстве, машиностроении, мебельном производстве, железнодорожном транспорте, тарном производстве, для крепления горных выроботок и т.д. Помимо её того сосна является восполнимым природным богатством в отличии от например железа и нефти, поэтому её можно очень широко использовать