УДК 630. 266: 634.0.237 (470.44).

Проездов П. Н., Разаренов А. И., Кузнецова Л.В.

ФГОУ ВПО «Саратовский госагроуниверситет им. Н. И. Вавилова»

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА И ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ САРАТОВСКОГО ПРАВОБЕРЕЖЬЯ

На землях сельхозпредприятий Саратовской области создано около 200 тыс. га агролесомелиоративных насаждений, в т. ч. полезащитных лесных полос 50 тыс. га. Некоторые из них представляют определенный научный интерес для агролесомелиоративной науки и практики. Типичным объектом на черноземах Саратовского правобережья является система лесных полос под названием «Тамбовские посадки», расположенной на землях бывшего совхоза «Индустриальный» в Екатерининском районе.

Исследования таких участков часто сводятся к их влиянию на экологию и продуктивность защищаемой территории. Вопросы же, касающиеся динамики роста, развития, наконец, продуктивности лесных полос остаются без должного внимания, несмотря на то, что они имеют актуальное значение.

Участок создан в 1926 г. под руководством сотрудника кафедры лесомелиорации Н. Т. Годунова. Эта микросистема (по Е. С. Павловскому) узких (13,5 м) полезащитных лесных полос, расположенных через межполостные расстояния разной ширины – от 80 до 160 м. (рис 1). Площадь лесных полос 27,5 га, площадь защищаемой пашни 435 га. Здесь организован кормо – овощной севооборот. В западной части участка расположена пасека на 50 – 70 пчело – семей. Имеется колодец с пресной водой с уровнем зеркала в межень 8,1 м.

Почвы под лесными полосами – чернозем обыкновенный, мощный и среднемощный, тяжелосуглинистый. Тип лесорастительных условий – Д_{1 – 2}. Почвы под лесные полосы готовили по системе ранней зяби. Посадка ручная, под лопату. Ручные уходы проводили до смыкания крон – до 3 – х лет. Посадочный материал (2 – летние сеянцы) завезен из Тамбовской области (отсюда и название участка).

Рис. 1. Схема расположения опытных лесных полос

Главными породами выбраны дуб черешчатый (Quercus robur L.) и беоеза повислая (Betula pendula Roth.), сопутствующими – клен остролистный (Acer platanoides L.), вяз обыкновенный (Ulmus laevis Pall.), в отдельных полосах – клен ясенелистный (Acer negundo L.). Из кустарников использовались в основном акация желтая (Caragana arborescens Lam.), а также жимолость татарская (Lonicera tatarica L.), боярышник отогнуточашелистиковый (Crataegus curvisepala Lindm.), лещина обыкновенная (Corilus avellana L.). Лесные полосы созданы по двухкустарниковому типу посадки (по Г. Н. Высоцкому) с размещением 1,5 x 0,5 – 0,7 м (рис. 2).

«Тамбовские посадки» являются в настоящее время стационаром кафедры, где периодически под руководством доц. Разаренова А. И. проводятся наблюдения.

Лесоводственно – таксационная характеристика полос в возрасте 79 лет приводится в таблицах 1 и 2. Это двухъярусные насаждения, где первый ярус занят главными породами. Однако до 40 лет лесные полосы с дубом представляли собой одноярусные насаждения, так как дуб незначительно превышал по высоте вяз и клен и лишь в 45 – 47 лет появилось основание выделить первый ярус из дуба, когда он превысил своих спутников по высоте на 20% и более.

К 79 годам имеет высоту 17 – 19 м, диаметр 23 – 26 см. Анализ хода роста по модельным деревьям показывает, что до 20 лет дуб отставал от своих спутников по высоте, далее приросты выравниваются, а с 25 лет текущий прирост по высоте у дуба превышал таковые у вяза и клена (42 см против 26 и 22 соответственно). Далее к 79 годам приросты дуба по высоте и по диаметру были выше, чем у спутников (рис 3). Продуктивность (запас стволовой древесины) лесных полос с дубом в 79 лет составляет 177 – 213 м³/га.

Таблица 1. – Характеристика лесных полос с главной породой дубом черешчатым
№ п/п	Состав по ярусам	Порода	Н, м	Д, см	Число стволов, шт/га	Сохранность, %	Запас, м^3/га	Бонитет	Продуктивность камбия, дм^3/м^2	Масса листьев среднего дерева	Распределение деревьев по состоянию, %			Класс жизнеустойчи- вости
											здоро-вых	усыха ющих	сухих
дуб с кленом остролистным
9	I 10Д	Д	19,0+0,33	26,0+0,80	106	22	49	3	1,42	12,8	22	18	60	2
	II 7 л3Вз	Кл	16,8+0,40	23,0+0,66	398	57	80	3	1,20	15,3	37	7	56
		Вз	15,5+0,46	26,0+0,73	133	40	48	4	0,91	11,5	40	12	48
дуб с вязом обыкновенным
11	I 10Д	Д	17,0+0,42	23,2+0,81	92	19	35	3	1,26	11,0	19	26	55	2
	II 7Вз3Кл	Вз	16,0+0,55	26,3+0,94	360	35	151	3	1,18	17,2	35	16	49
		Кл	15,8+0,49	20,9+0,57	102	52	27	4	1,03	13,9	32	5	73

Таблица 2. Характеристика лесных полос с главной породой березой повислой

№ п/п	Состав по ярусам	Порода	Н, м	Д, см	Число стволов, шт/га	Сохранность, %	Запас, м3/га	Бонитет	Продуктивность камбия, дм3/м2	Масса листьев среднего дерева		Распределение деревьев по состоянию, %			Класс жизнеустойчи- вости
												здоровых	усыхающих	сухих
береза с кленом остролистным
9	I 10Б	Б	23,8+0,52	33,8+0,86	185	38	159	1	1,75		24,0	38	6	56	1
	II 8 Кл2Кля	Кл	17,0+0,48	25,4+0,59	348	50	110	4	1,12		13,9	50	3	47
		Кля	12,5+0,71	28,0+0,93	96	32	35	4	1,28		12,4	32	8	60
береза с вязом обыкновенным
11	I 10Б	Б	23,0+0,61	32,4+0,79	160	33	139	1	1,34		23,7	34	9	67	1
	II 7Вз3Кля	Вз	15,8+0,56	27,0+0,68	394	56	142	4	1,00		21,8	52	5	43
		Кля	12,0+0,70	26,0+0,88	55	37	29	4	0,87		14,0	20	14	66

Таблица 3. Ход роста модельных деревьев дуба черешчатого и березы повислой в лесных полосах «Тамбовские посадки»

Возраст, лет

Дуб черешчатый

Береза повислая

Н, м

прирост по Н, м

Д, м

прирост по Н, м

Н, м

прирост по Н, м

Д, м

прирост по Н, м

ср.

тек.

ср.

тек.

ср.

тек.

ср.

тек.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 79

1,1 2,5 4,2 5,5 7,6 9,4 10,6 11,6 13,3 14,0 15,5 16,8 17,4 18,0 18,5 19,0

0,22 0,25 0,28 0,27 0,31 0,31 0,30 0,30 0,30 0,28 0,28 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24

0,22 0,28 0,34 0,26 0,42 0,36 0,24 0,24 0,30 0,14 0,30 0,26 0,12 0,15 0,10 0,12

0 2,3 3,6 8,2 11,0 12,5 14,0 15,2 16,3 17,9 19,4 22,0 24,1 26,0 27,6 29,0

-- 0,23 0,37 0,41 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,36 0,35 0,37 0,37 0,38 0,37 0,37

-- 0,23 0,66 0,52 0,56 0,30 0,30 0,24 0,22 0,32 0,30 0,52 0,42 0,47 0,32 0,30

2,4 4,5 6,7 9,0 11,5 13,5 15,5 17,3 18,9 20,2 21,7 22,6 23,2 23,6 23,8 24,0

0,48 0,45 0,45 0,45 0,46 0,45 0,44 0,43 0,42 0,40 0,39 0,37 0,36 0,34 0,32 0,30

0,48 0,42 0,44 0,46 0,50 0,40 0,40 0,36 0,32 0,26 0,30 0,18 0,20 0,10 0,04 0,05

2,3 6,9 10,8 13,8 16,2 18,3 19,4 20,7 21,3 23,5 26,0 28,2 30,2 32,0 32,8 33,4

0,46 0,69 0,72 0,69 0,65 0,61 0,55 0,52 0,47 0,47 0,47 0,47 0,46 0,46 0,44 0,42

0,46 0,92 0,78 0,60 0,48 0,42 0,22 0,26 0,12 0,44 0,50 0,44 0,40 0,45 0,20 0,15

III бонитет

I бонитет

Таблица 4. Ход роста модельных деревьев вяза обыкновенного и клена остролистного в лесных полосах «Тамбовские посадки»

Возраст, лет

Вяз обыкновенный

Клен остролистный

Н, м

прирост по Н, м

Д, м

прирост по Н, м

Н, м

прирост по Н, м

Д, м

прирост по Н, м

ср.

тек.

ср.

тек.

ср.

тек.

ср.

тек.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 79

1,7 4,3 5,7 7,1 8,4 9,3 10,1 10,8 11,5 12,0 12,3 12,9 13,8 14,2 15,0 15,8

0,34 0,43 0,36 0,36 0,34 0,31 0,29 0,27 0,25 0,24 0,22 0,21 0,21 0,20 0,20 0,20

0,34 0,52 0,28 0,28 0,26 0,18 0,16 0,14 0,14 0,26 0,24 0,12 0,18 0,10 -- --

0,4 2,2 4,9 7,6 9,3 10,7 12,0 13,7 15,0 18,1 20,9 23,0 24,0 25,1 25,9 26,6

0,08 0,22 0,33 0,38 0,37 0,36 0,34 0,34 0,33 0,36 0,38 0,38 0,37 0,36 0,34 0,34

0,08 0,36 0,74 0,54 0,34 0,28 0,26 0,34 0,26 0,62 0,56 0,42 0,20 0,22 0,16 0,17

1,4 3,0 5,0 6,1 8,2 9,2 10,1 11,2 11,9 12,7 13,6 14,1 14,5 15,3 16,0 17,0

0,28 0,30 0,33 0,30 0,33 0,31 0,29 0,28 0,26 0,25 0,25 0,23 0,22 0,22 0,21 0,22

0,28 0,31 0,40 0,22 0,42 0,20 0,18 0,21 0,14 0,16 0,18 0,19 0,12 0,20 0,14 0,21

0,3 2,0 4,4 5,8 8,0 9,2 9,9 10,8 11,9 14,0 16,1 18,4 20,8 23,0 24,2 25,4

0,06 0,20 0,29 0,29 0,32 0,31 0,28 0,27 0,28 0,28 0,29 0,31 0,32 0,33 0,32 0,32

0,06 0,38 0,48 0,28 0,44 0,24 0,14 0,14 0,20 0,42 0,42 0,46 0,48 0,55 0,24 0,32

IV бонитет

III бонитет

Рис 3. Динамика хода роста модельных деревьев разных пород в системе лесных полос «Тамбовские посадки»

В условиях Д_{1 – 2} дуб растет по 3 – му бонитету (с кленом ближе ко 2 – му), вяз и клен по 3 – му бонитету – там, где они преобладают в составе (7 единиц и более) и по 4 – му бонитету – где они представлены тремя единицами и менее. Лесные полосы с дубом относятся по шкале жизнеустойчивости Союзгипролеса к 2 – му классу.

Береза повислая с первых лет жизни имеет самый быстрый рост из изученных пород. В 79 лет ее высота 23 – 23,8 м, диаметр – 32 – 33 см, бонитет – 1 –й. Общий запас стволовой древесины в лесных полосах с этой породой – 300 – 304 м³/га, в т. ч. по березе – 139 – 159 м³/га (с кленом запас выше). Максимальные текущие приросты у березы по высоте приходятся на период 10 – 25 лет (42-50 см), с 30 до 47 лет отмечается стабилизация приростов на уровне 36-40 см в год, далее идет незначительное снижение прироста с 42 до 34 см, по диаметру с 52 до 46 мм. В 79 лет береза превосходит своих спутников по высоте в 1,6 раза, по диаметру – в 1,2 – 1,3 раза. Продуктивность камбия березы в 79 лет выше, чем у спутников и составляет 1,37-1,75 дм³/м², у клена – 1,12, вяза – 1,00. Лесные полосы с березой относятся по жизнеустойчивости к 1 – му классу.

Анализ хода роста по модельным деревьям позволил нам выбрать из известных функций роста функцию. А. Мичерлиха, которая стала базовой при вычислении математических моделей. Кривая роста представляет S-образную кривую линию, исходящую из начала координат, имеющую точку перегиба и с возрастом приближающуюся к асимптоте параллельной оси возраста. Но только приближается, что говорит о том, что рост еще не остановился, хотя приросты уже заметно снизились.

Вычисленная математическая модель представлена в виде регрессионного уравнения (табл. 5), имеющего общий вид: У b₀ (1 – e^(-b₁^*A)^b₂ , где У – моделируемый таксационный показатель; b₀ – максимальное значение таксационного показателя; А – возраст, лет; е – основание натурального логарифма; b₁, b₂ – параметры модели.

Полученные модели могут применятся в расчетах экономической эффективности при проектировании защитных лесных насаждений.

Таблица 5. - Модели роста по высоте и диаметру и их характеристика

Порода	Параметры модели			Величина функции потерь	Коэффициент детерминации
	Ь0	Ь1	Ь2
по высоте
Дуб	24,13	0,0246	1,503	0,805	99,88
Береза	27,52	0,0331	1,488	2,093	99,80
Вяз	19,89	0,0159	0,815	1,915	99,44
Клен	20,59	0,0212	1,111	1,245	99,72
по диаметру
Дуб	63,12	0,0094	1,230	15,64	98,92
Береза	72,51	0,0062	0,814	15,25	99,12
Вяз	46,77	0,0148	1,440	7,25	99,29
Клен	705,36	0,0008	1,176	9,11	99,17

Запас стволовой древесины в лесных полосах с дубом составил в смешении с кленом остролистным 177, а с вязом обыкновенным – 213 м³/га. Древостой имеет 3 – й класс товарности (количество деловых стволов – 27-29%). Продуктивность лесных полос с березой выше: запас – 300-304 м³/га, класс товарности – 2. Как видно из табл. 1 и 2, продуктивность лесных полос превышает таковую естественных нагорных дубрав Приволжской возвышенности в 1,4-1,7 раза.

Таким образом, приведенные экспериментальные данные по динамике роста и продуктивности опровергают бытующее мнение некоторых скептиков, что узкие лесные полосы не могут дать сколь – нибудь ценную товарную древесину. Исследования показали, что это далеко не так, точнее совсем не так.

Следует отметить соответствие главных и сопутствующих пород «Тамбовких посадок» лесорастительным условиям. Однако из сопутствующих пород в условиях Д_{1 – 2} предпочтение необходимо отдавать клену остролистному, а клен ясенелистный не использовать вообще. С целью повышения продуктивности и качества стволовой древесины следует своевременно проводить рубки ухода.