Долговечность вяза приземистого Ulmus pumila L. в защитном лесоразведении на полупустынных землях Астраханского Заволжья

Полный текст

Введение

Астраханское Заволжье — полупустынная зона сухой степи, где в 1950-х гг. было посажено 948 га насаждений с преобладанием вяза (Ulmus pumila L.) [1—3].

Анализируя многолетний опыт лесоразведения в аридном регионе Юга России, можно отметить, что задачи создания долговечных лесонасаждений на полупустынных землях Астраханского Заволжья и оптимизации режимов их содержания и эксплуатации актуальны [4].

Тяжелые природные условия полупустыни вследствие малого количества атмосферных осадков, сильных иссушающих ветров, сухости климата, низкого положения грунтовых вод, засоленности и солонцеватости почв препятствуют созданию здесь высокоэффективных устойчивых лесных насаждений [5, 6]. Отношение годового количества осадков к испаряемости в Астраханском Заволжье составляет около 1100 мм в год — это говорит о чрезвычайно сильной засушливости климата [7].

На естественных кормовых пастбищах Астраханской полупустыни эффективны защитно-теневые древесные колки («зонты») [8]. Они обеспечивают укрытие скота от летней жары и пронизывающих холодных ветров во время дневного отдыха. Многолетняя практика их создания показала, что в полупустынях Прикаспия лучшие редкостойные насаждения формируются из вяза приземистого. В разных условиях их функциональная долговечность изменяется от 2—3 до 5—7 десятилетий. Наличие таких объектов на аридных пастбищах открывает возможность для изучения роста и повышения долговечности древесного яруса [9—12].

Цель исследования — разработка усовершенствованной технологии создания долговечных защитно-теневых насаждений из вяза приземистого на пастбищных угодьях Астраханского Заволжья.

Материалы и методы исследования

Объекты исследования — древостои Ulmus pumila L. на пастбищах Астраханского Заволжья. Почвы бурые песчаные, супесчаные с участием солонцов до 25 % и более.

Исследования проводились с использованием общепринятых методик в лесной таксации древостоев А.П. Анучина (1961), Т.Т. Битвинскаса (1974) и А.С. Манаенкова (2001). Изучение роста и состояния насаждений на различных почвенных разностях, влияния лесорастительных условий и площади питания на рост, состояние и долговечность древостоя проводили на постоянных пробных площадях, заложенных в наиболее характерных условиях местопроизрастания. Для детального анализа хода роста насаждений брали средние модельные деревья с последующей их обработкой согласно общепринятым методикам. Буровое зондирование толщи почвогрунта проводили на глубину 3 м. В лабораторных условиях определяли тип почвы, влажность, гранулометрический состав, мощность гумусового горизонта и валовое содержание солей в почвогрунте.

Результаты исследования и обсуждение

Выращивание древесных пород в зоне полупустыни обусловлено в значительной степени почвенно-гидрологическими условиями.

По условиям тепло- и влагообеспеченности относительно средних многолетних значений в 2019 и 2020 гг. отклонения значительные. Так в 2020 г. средняя температура воздуха стала выше на 3,4 °С и составила 11,9 °С. За гидрологический 2020 г. выпало 124,9 мм осадков — 55 % от многолетней нормы. Относительная влажность воздуха в летний период опускалась до 6 %. Осадки в зимний и летний периоды выпадали силой менее 3—4 мм и были неспособны промочить сухой слой почвы и обеспечить ее влагозарядку для роста древесной и пастбищной растительности.

Долговечность древесных пород в этой зоне определяют в основном два фактора: наличие продуктивной влаги в почвогрунте и степень его засоленности.

В аридных условиях исследуемого региона лесорастительные условия наиболее благоприятны для роста вяза приземистого, это незасоленные (до глубины не менее 3 м) бурые песчаные, супесчаные, темноцветные почвы падин с периодической перераспределенной аккумуляцией влаги.

Изучение динамики водного режима на различных по увлажнению почвогрунта участках (при недоступности ГВ) определил водный баланс местообитания в зоне полупустыни древостоя вяза с разным объемом годового водопотребления: свыше 300 мм/год (объект 6), 200…300 мм/год (объекты 5 и 4), 90…150 мм/год (объект 1) и менее 90 мм/год — объекты 3 и 7.

Показатели роста и развития вяза приземистого на объектах приведены в табл. 1. Для сравнения энергии роста древесного ствола вяза приземистого в зависимости от местопроизрастания и увлажнения почвогрунта нами были взяты модельные деревья в лучших, средних и наиболее жестких условиях: объект 6 — лесной массив на темноцветных незасоленных почвах полупустыни (межбугровое понижение); объект 4 — зонт, незасоленные супесчаные почвы (микропонижение); объект 7 — лесной массив на легкосуглинистых засоленных почвах (возвышение).

Таблица 1. Таксационные данные модельных деревьев вяза приземистого  в лучших, средних и тяжелых условиях произрастания (Харабалинский р­н, Астраханская область, 2020 г.)

Объекты	Почвы	Возраст, лет	Высота, м	Диаметр ствола, см	Объем модели, м3
6	Темноцветные, незасоленные	65	8,4±1,4	32,0±0,9	0,31
4	Супесчаные, незасоленные	58	6,6±1,2	31,0±1,1	0,23
7	Легкосуглинистые засоленные	65	3,5±1,5	14,3±0,6	0,05

 

Ход роста вяза приземистого по высоте и диаметру на экотопах Астраханского Заволжья представлен на рисунке.

 

Рис. Ход роста вяза приземистого на экотопах Астраханского Заволжья: а — по высоте; b — по диаметру

Анализ модельных деревьев показал, что наибольшей энергией роста обладает вяз приземистый на объекте 6. Его высота более 8 м при объеме ствола 0,31 м³. Удовлетворительный рост у вяза на объекте 4. Его высота около 7 м, объем ствола 0,23 м³. По состоянию насаждения на незасоленной почве жизнеспособны деревья с притупленной вершиной, они достигли возраста 58…65 лет. Вяз на объекте 7 значительно уступает в росте (высота 3,5 м, объем дерева 0,05 м³). Насаждения в основной массе угнетенные, суховершинные и отмирающие, что указывает на этап старения и отмирания.

В начале роста средний прирост по высоте у деревьев в межбугровом понижении равен 0,57 м, по диаметру — 0,9 см, а у деревьев на возвышении — соответственно 0,33 м и 0,69 см. После 10-летнего возраста отмечается большой прирост по диаметру и несколько замедленный по высоте.

Следовательно, вяз приземистый энергично растет в первые годы жизни, развивает мощную корневую систему, но к концу первого десятилетия становится в зависимость от влагозарядки очередного гидрологического года. Ослабление вяза ведет к резкому снижению прироста, суховершинности и вымерзанию в бесснежные морозные зимы. Вяз приземистый старше 11…13 лет имеет хорошее состояние и удовлетворительный прирост лишь там, где обеспечивается дополнительное увлажнение — пониженные места мезо- и микрорельефа на супесчаных и темноцветных почвах.

На основании проведенных исследований разработаны экотопы роста и развития вяза приземистого в Астраханском Заволжье:

экотоп 1 — лесорастительные условия хорошие: темноцветные почвы падин, балок, потяжин с дополнительным к осадкам источником водопитания (периодический сток талых вод, линзы пресных вод, увлажнение почвы от контакта насаждений с домашними животными);
экотоп 2 — лесорастительные условия удовлетворительные: супесчаные и песчаные почвы микропонижений при регулируемом контакте насаждений с животными;
экотоп 3 — лесорастительные условия удовлетворительные: песчаные земли с площадью питания на одно дерево вяза не менее (25…30 м²);
экотоп 4 — бурые песчаные, супесчаные и легкосуглинистые слабосолонцеватые почвы с плохими лесорастительными свойствами.

Согласно [13], «вяз остается главной древесной породой для создания защитных насаждений в тяжелых условиях сухой степи и полупустыни, в естественных древостоях вяз мелколистный достигает возраста 100 и более лет». Аналогичное заключение на основании материалов и исследований дают экспедиции ВНИАЛМИ, обследовавшие в 1972 и 1973 гг. лесные насаждения Волгоградской, Ростовской, Астраханской областей и Калмыкии после жестокой засухи [14, 15].

В аридных условиях Астраханского Заволжья в островных насаждениях (куртины, зонты, части лесного массива с площадью не более 0,5…1 га) и оптимальных условиях произрастания без рубок ухода и лесовозобновления вяз приземистый доживает до 60…70 лет. Оптимальные условия произрастания: экотоп 1, экотоп 2, экотоп 3.

Опыт лесовозобновления на объекте 4 (зонт) показал следующее: первая рубка лесовозобновления была проведена в 40 лет. В 31 возрасте (1993 г.) сохранность вяза приземистого на объекте 4 (зонт) составляла 86 %, из них суховершинных деревьев — 127 шт. (это от посаженных в 1962 г. (59 %)). Сейчас деревьям 58 лет, они жизнеспособны, средняя высота 6,7 м, диаметр 31 см. При проведении 2-й рубки лесовосстановления в 70 лет вяз доживет до 90…100 лет. Долговечность вяза и возраст первой рубки омоложения прогнозируются, исходя из материалов полевых исследований 2018—2020 гг. по состоянию древостоя на 7 объектах — искусственных насаждений вяза приземистого различного назначения и возраста, созданных в 1949—1958 гг. на аридных пастбищах Астраханского Заволжья.

Двухлетние наблюдения показали, что развитие и рост поросли при лесовозобновлении у здоровых и суховершинных деревьев происходят удовлетворительно.

Следовательно, лесовозобновительные рубки вяза приземистого в аридных условиях Астраханского Заволжья необходимо проводить в суховершинном состоянии древостоя, а не доводить деревья до полной потери крон, — начинать с 25…30-летнего возраста (в зависимости от состояния древостоя). Это относится к 3 типам экотопов: 1, 2, 3. Исследования, проведенные на реликтовом участке Тугай-Худук Астраханской области, показали, что отдельные особи вяза приземистого живут более 120 лет. Их средняя высота 0,7…1,0 м.

Выводы

Многолетний опыт выращивания леса в сухой степи и полупустыне показывает, что куртинное (островное) лесоразведение в аридных условиях Астраханского Заволжья надежнее и целесообразнее по лучшим почвенно-гидрологическим местообитаниям — это незасоленные (до глубины не менее 3 м) бурые песчаные, супесчаные, темноцветные почвы.

Материалы исследования демонстрируют тесную связь состояния защитно-теневых насаждений с почвенно-климатическими условиями и водообеспеченностью. Изучение состояния насаждений вяза приземистого на пастбищных землях Астраханского Заволжья позволяет прогнозировать долговечность: на экотопе 1 — 100…110 лет; экотопе 2 — 80…90 лет; экотопе 3 — 80 лет.

Наиболее устойчивые и долговечные защитно-теневые насаждения в Астраханской полупустыне необходимо производить в первую очередь на экотопе 1.

После посадки насаждений должны быть приняты меры для их лучшей влагообеспеченности (поделка валов, перемычек, ежегодная культивация междурядий, опашка опушек).

В ослабленных насаждениях вяза приземистого в зависимости от их состояния в возрасте 20…30 лет необходимо проводить лесовозобновительные рубки, используя порослевое поколение с повышенным жизненным потенциалом.

Об авторах

Владимир Васильевич Лепеско

Богдинская научно-исследовательская агролесомелиоративная опытная станция

Автор, ответственный за переписку.
Email: bossharabali@mail.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, Богдинская научно-исследовательская агролесомелиоративная опытная станция

Российская Федерация, 416010, Астраханская область, г. Харабали, ул. БОС, д. 1

Людмила Петровна Рыбашлыкова

Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН

Email: ludda4ka@mail.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории защитного лесоразведения и фитомелиорации низкопродуктивных земель

Российская Федерация, 400062, г. Волгоград, проспект Университетский, д. 97

Список литературы

Дополнительные файлы