Отбор климатипов дуба черешчатого для лесовосстановления в Теллермановском опытном лесничестве

Полный текст

Дубравы занимают в лесном фонде России около 2.5 млн га (Хрипченко, Юдин, 2017). За последние 30 лет их площади сократились почти на 900 тыс. га, или на 20%, и продолжают ежегодно сокращаться примерно на 50 тыс. га (Нейштадт, 1957; Oleksyn, Przybyl, 1987). В условиях Воронежской области за 7 лет (с 2003 по 2010 гг.) площади дуба (Quercus robur L.) нагорного высокоствольного сократились на 8.1%. Если в будущем сохранятся такие же темпы заготовок древесины дубовых лесов, то за следующие 30 лет площади дуба высокоствольного сократятся уже на 34.7٪ (Лесной план…, 2011). При этом увеличатся площади, занятые дубом низкоствольным, возобновляющимся естественным путем от пней срубленных деревьев. Дуб низкоствольный по лесоводственным, хозяйственным, экосистемным параметрам значительно уступает дубу высокоствольному (Молчанов, 1978; Харченко, 2010; Лесной план…, 2011; Таксационное описание…, 2012; Чеботарев, Чеботарева, 2015; Чеботарева и др., 2015; Стороженко и др., 2022).

Одновременно с этим приходится констатировать все нарастающее влияние на деградацию дубовых лесов лесохозяйственных мер воспроизводства дубрав, не отвечающих биологии дуба, воздействие биогенных факторов (зоогенные, фитопатогенные, энтомогенные), ослабляющих их жизненный потенциал, приводящих к уничтожению молодых посадок дуба, усыханию взрослых деревьев и в целом дубовых древостоев (Кузнецова, 1976; Leontovyc et al., 1987; Яковлев А., Яковлев И., 1999; Шутяев, 2000; Царалунга, 2005; Харченко и др., 2009; Чеботарев, Чеботарева, 2014; Стороженко и др., 2014, 2022).

Одним из методов воспроизводства дубовых лесов в зоне лесостепи признается отбор семенного материала и создание географических культур дуба черешчатого из аборигенных климатипов различных областей Европейской России, имеющих высокие параметры перспективных признаков физиологического развития и устойчивость к изменениям внешних факторов среды произрастания.

Цель исследования – отбор климатипов географических культур дуба черешчатого из различных регионов коренного произрастания дуба Европейской России, обладающих высокими морфометрическими показателями деревьев и устойчивостью к воздействию биогенных факторов для воспроизводства дубовых лесов в условиях южной лесостепи.

Объекты и методика

В качестве объектов исследований приняты географические культуры (ГК) дуба черешчатого, созданные методом посева желудей на площади 1.4 га в кв. 18 Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН на лесокультурной площади, вышедшей из-под рубки спелого, смешанного с дубом лиственного насаждения. Состав древостоя до рубки 4Яс2Дн2Кло2Лп относится к снытьевой группе типов леса на серых лесных почвах. Возраст созданных географических культур дуба на период 2020 г. – 6 лет.

Географические культуры дуба создавали посевом желудей по подготовленным бороздам глубиной 5-8 см по 3-5 штук в лунку с количеством посадочных мест 3.6 тыс. шт. на 1 га площади и схемой посева 0.8×3.5 м. На всех участках измерялся диаметр стволиков дубков штангенциркулем на уровне земли как среднее значение между диаметрально разными проекциями, длина стволиков измерялась рулеткой и градуированной штангой. Степень объедания кроны копытными животными определялась по процентному соотношению поврежденных и неповрежденных ветвей за каждый год вегетации. Окорение стволиков дуба фиксировалось от уровня земли до нижней границы повреждений и далее до верхней границы погрыза копытными.

Климатические условия географических культур фиксировались по данным метеостанции г. Борисоглебска, расположенной в 9 км от границы Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН. По данным метеостанции за 78 лет (с 1942 по 2020 г.), среднегодовая температура увеличилась на 5.9 ^оС, причем только с 2015 по 2020 г. она выросла на 0.9 ^оС. За тот же период количество осадков сократилось на 126 мм.

Результаты и обсуждение

Основными задачами исследований обозначены два важных положения по отбору климатипов географических культур дуба черешчатого, во-первых, отбор климатипов дуба по всхожести и факту наличия высоких морфометрических показателей деревьев, во-вторых, отбор по устойчивости к воздействию зоогенных факторов (Olsson, 1975; Ducousso et al., 1993; Eisner, 1993; Царев и др., 2003; Иозус, Морозова, 2016; Камалов, Петюренко, 2022).

Отбор климатипов, обладающих высокими морфометрическими показателями деревьев

Основными показателями высокого уровня жизнеспособности географических климатипов являются приживаемость, энергия прорастания желудей, энергия роста сеянцев, линейные показатели приростов в высоту и по диаметру за период наблюдений (табл. 2). По результатам исследований морфометрических показателей и сохранности дубовых культур географических климатипов наиболее приемлемыми для эдафических условий Теллермановского опытного лесничества можно признать климатипы из Смоленска, Тулы, ТОЛ, Белгорода, Орла, Курска 1, Курска 2, Татарстана и Адыгеи (табл.2).

 

Таблица 1. Регионы отбора аборигенных климатипов из различных областей Европейской России

№ п.п.	Регион: республика, область, лесхоз, лесничество, квартал, выдел – сокращенное наименование
1.	Республика Адыгея, Майкопское лесничество, Кужорское участковое лесничество, кварталы 19, 20 – Адыгея
2.	Республика Адыгея, Майкопское лесничество, Кужорское участковое лесничество, квартал 19, выдел 5 – желуди от плюсовых деревьев того же лесничества, квартал 19, выдел 5 – Адыгея +
3.	Пензенская область, Ахунско-Ленинское лесничество, Лопуховский участок, квартал 126, выдел 6 – Пенза
4.	Тульская область, Одоевское лесничество – Тула
5.	Смоленская область, Духовщинское лесничество, Духовщинское участковое лесничество, квартал 67, выдел 1 – Смоленск
6.	Республика Татарстан, Кайбицкое лесничество, Балтаевское участковое лесничество, квартал 44, выдел 9 – Татарстан
7.	Республика Чувашия, Опытное лесничество, Сорминское участковое лесничество – Чувашия
8.	Псковская область, Печорское лесничество, Островское участковое лесничество, квартал 184, выделы 24, 25, 28 – Псков
9.	Курская область, Железногорское лесничество – Курск 1
10.	Воронежская область, Воронежский лесной селекционно-семеноводческий центр – ВЛССЦ
11.	Курская область, Рыльское лесничество – Курск 2
12.	Белгородская область, Старооскольский лесхоз, Старооскольское лесничество – Белгород
13.	Орловская область, Глазуновское лесничество – Орел
14.	Воронежская область, Теллермановское лесничество, Грибановское участковое лесничество, Теллермановское опытное лесничество ТОЛ ИЛАН РАН, кварталы 5, 7 – ТОЛ

 

Таблица 2. Показатели приживаемости и линейных параметров климатипов географических культур в условиях Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН

Показатели		Климатипы географических культур дуба черешчатого
		Псков	Смоленск	Тула	Чувашия	ТОЛ	Воронеж ВЛССЦ	Белгород	Орел	Курск 1	Курск 2	Пенза	Татарстан	Адыгея	Адыгея+
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Приживаемость культур в возрасте 1 года, %		60.1	94.2	92.4	71.5	90.1	44. 1	90.5	94.4	100	100	82.7	88.5	93.2	81.3
Приживаемость культур в возрасте 6 лет, %		57.6	92.8	89.6	67.2	87.2	38.4	86.4	89.6	100	100	80.0	86.4	92.0	75.2
Отпад культур за 6 лет, %		4.2	1.5	3.1	6.1	3.2	12.9	4.6	5.1	нет	нет	3.3	2.4	1.3	7.5
Средняя высота дуба в возрасте 6 лет, м		1.76 +0.13	2.06 +0.07	2.11 +0.1	2.06 +0.1	1.63 +0.1	1.36 +0.12	2.9 +0.12	2.6 +0.1	1.98 +0.09	1.93 +0.07	2.03 +0.08	1.95 +0.11	2.18 +0.1	2.44 +0.12
Средний диаметр дуба в возрасте 6 лет, см		3.8 +0.25	3.1 +0.1	3.2 +0.16	3.1 +0.16	2.3 +0.2	3.1 +0.38	5.2 +0.2	4.4 +0.2	3.7 +0.18	3.2 +0.12	3.2 +0.14	3.3 +0.19	3.0 +0.17	4.6 + 0.21
Сохранность дуба в возрасте 6 лет на 1 га, тыс. шт.		2.05	3.31	3.19	2.39	3.11	1.37	3.08	3.19	3.56	3.56	2.85	3.08	3.28	2.68
Прорастание желудей за время хранения, %		78	96	25	98	22	8	28	24	19	18	38	23	41	36
Длина проростков, см	До 0.5	3	6	15	4	12	6	16	18	12	10	23	16	29	31
	0.6-3.0	22	32	8	39	6	2	10	5	6	8	9	5	11	5
	Более 3.0	53	58	2	55	4	0	2	1	1	0	6	2	1	0
Обозначения. ТОЛ – Теллермановское опытное лесничество ИЛАН РАН; Адыгея+ – желуди плюсовых деревьев климатипа Адыгея; Курск 1 – Железногорсклес; Курск 2 – Рыльсклес.

 

Необходимо отметить, что на приживаемость культур в значительной степени влияет наличие млекопитающих, периодически посещающих посевы культур: мышевидных грызунов, поедающих посеянные желуди; кабана, выкапывающего посевы желудей. Одновременно существенное влияние на рост и состояние дубков оказывают биогенные воздействия – погрызы коры стволов, объедание листвы и ветвей копытными.

Отбор климатипов, обладающих устойчивостью к биогенным факторам воздействия

В состав млекопитающих-деструкторов входят мышевидные грызуны, повреждающие кору, ветви и почки дубков примерно до 3-летнего возраста; зайцы: русак (Lepus europaeus) и беляк (Lepus timidus), обгладывающие кору стволиков по снежному насту на высоту их роста; кабан (Sus scrofa), выкапывающий высеянные желуди; европейская косуля (Capreólus capreólus), объедающая побеги сеянцев дуба сразу после весенней посадки и до высоты около полутора метров в период их роста; лось (Alces alces L.) и олень благородный (Cervus elaphus), обгладывающие побеги текущего и прошлого года до высоты около 2 м и неогрубевшую кору молодых дубков. В Теллермановском опытном лесничестве ИЛАН РАН молодняки дуба черешчатого до 2018 г. в условиях естественного природного фона популяций млекопитающих характеризовались нормальным ростом и развитием. При этом оптимальная для древостоев южной лесостепи плотность диких копытных, по расчетам охотоведов, составляет 12 оленей и 3 лося на 1000 га (Кузнецова, 1976). С организацией в 2018 году охотхозяйства на лесной территории Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН поголовье косуль, кабанов, лосей значительно возросло. Согласно охотхозяйственному соглашению, в период 2018–2067 гг. на территории Теллермановского опытного лесничества поголовье копытных должно быть увеличено: оленя – до 135.5 тыс. шт/га; лося – до 17.46 тыс. шт/га; косули – до 339.6 тыс. шт/га; кабана – до 67.7 тыс. шт/га. При достижении охотхозяйством таких результатов не остается никакой надежды как на естественное, так и искусственное возобновление дубрав на территории Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН и в окрестных лесах.

В табл. 3 приведены значения величин объедания крон и стволов деревьев копытными животными в разные периоды роста географических культур дуба черешчатого.

Данные табл. 3 указывают на слабое и неравномерное повреждение стволиков дуба черешчатого до шестилетнего возраста (Чеботарев и др., 2022).

 

Таблица 3. Показатели повреждений копытными животными географических культур дуба черешчатого в Теллермановском опытном лесничестве ИЛАН РАН

Годы учета

Степень объедания ствола по диаметру, количество деревьев в % от общего (min-max) на пробе.

Степень объедания кроны, количество деревьев в % от общего (min-max) на пробе.

Не повреждено

до1/3 Д

1/3 –½ Д

1/2 –2/3 Д

2./3 – 1 Д

Окольцовано

Всего объедено

Не повреждено

До 20 % Д

21–40 % Д

41–60 % Д

61–80 % Д

81–100 % Д

Всего объедено

Лесные культуры 76 и 81 борозды (семенной материал ТОЛ)

2016–2020

100– 99.1

0–2.8

0–0

0–0

0–0

0–0

0–2.8

81.7–5.5

0–5.5

0.0–5.5

0.0– 11.9

4.6– 30.3

13.7–54.1

18.3– 94.5

Лесные культуры 3 и 6 борозды Адыгея

2016– 2020

100– 99.2

0–0

0–0.8

0–0

0–0

0–0

0–0.8

58.7– 13.9

3.5–5.9

0–7.6

0.8–9.0

0.8– 13.7

36.2– 49.8

41.3– 86.1

Лесные культуры 7 борозда Адыгея с плюсовых деревьев

2016– 2020

100– 97.9

0–2.1

0–0

0–0

0–0

0–0

0–2.1

59.6– 8.5

2.1– 23.4

0–12.8

0–8.5

2.1– 23.4

36.2– 23.4

40.4– 91.5

Лесные культуры 11 борозда Пенза

2016 – 2020

100– 90.0

0–10.0

0–0

0–0

0–0

0–0

0–10.0

38.0– 2.0

0–4.0

0–2.0

0–8.0

0.0– 8.0

62.0– 76.0

62.0– 98.0

Лесные культуры 12 борозда Тула

2016– 2020

100– 94.6

0–1.8

0–0

0–1.8

0–0

0–1.8

0–5.4

80.4– 3.6

3.6– 16.1

0–14.3

0–19.6

0– 23.2

16.1– 23.2

19.6– 96.4

Лесные культуры 22 борозда Смоленск

2016– 2020

98.3– 100

1.7–0

0–0

0–0

0–0

0–0

1.7–0

79.3– 1.7

0–12.1

0–8.6

0–13.8

0– 48.3

20.7– 15.5

20.7– 98.3

Лесные культуры 25 борозда Татарстан

2016– 2020

100– 100

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

74.1– 3.7

0–31.5

0–11.1

0–5.6

0–25.9

25.9– 22.2

25.9– 96.3

Лесные культуры 33 борозда Чувашия

2016– 2020

100– 100

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

76.2– 7.1

4.8–23.8

0–9.5

0–7.2

2.4– 26.2

16.6– 26.2

23.8– 92.9

Лесные культуры 35 борозда Псков

2016– 2020

100– 97,2

0–0

0–0

0–2.8

0–0

0–0

0–2.8

72.2– 16.7

0–5.6

0–22.2

0–8.3

0– 27.8

27.8– 19.4

27.8– 83.3

Лесные культуры 39 борозда Курск (Железногорсклес)

2016– 2020

100– 100

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

79.7– 5.8

0–11.6

0–11.6

0–7.3

1.4– 21.7

18.8– 42.0

20.3– 94.2

Лесные культуры 40 борозда Воронеж ВЛССЦ

2016– 2020

100– 100

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

0–0

62.5– 8.3

0–25.0

0–8.4

0–0

0– 20.8

37.5– 37.5

37.5– 91.7

Лесные культуры 41 борозда Курск (Рыльсклес)

2016– 2020

100– 96,6

0–3.4

0–0

0–0

0–0

0–0

0–3.4

75,0– 2.3

2.3–2.3

0–10.2

0–7.9

0–18

22.7– 59.1

25.0– 97.7

Лесные культуры 42 борозда Белгородская область (Старооскольский лесхоз)

2016– 2020

100– 98.1

0–1.9

0–0

0–0

0–0

0–0

0–1.9

87.0– 37.0

1.9–26.0

0–14.8

0–3.7

0–3.7

11.1– 14.8

13.0– 63.0

Лесные культуры 45 борозда Орловская область

2016– 2020

100– 98.2

0–0

0–1.8

0–0

0–0

0–0

0–1.8

78.6– 25.0

0–23.2

0–7.1

0–9.7

0–12.5

21.4– 12.5

21.4– 75.0

 

У всех климатипов наблюдается резкое (почти вдвое) повышение интенсивности объедания кроны с 2018 по 2020 г., что связано сувеличением численности копытных в результате их разведения охотхозяйством. В эти же годы произошло существенное повышение среднегодовой температуры на 1.8 ^оС на фоне снижения среднегодового количества осадков за этот же период времени на 121 мм. Таким образом, значительное повышение среднегодовой температуры наложилось на снижение количества осадков почти на 1/3 к обычной норме, что явилось дополнительным условием к снижению прироста культур после их интенсивного объедания за указанный период. Экстремальные погодные условия на территории ТОЛ сильно затормозили восстановительные процессы деревьев дуба, выращенных из желудей местной популяции (1.63±0.12 м) и ВЛСЦ (1.36+0.12 м). Наиболее устойчивыми географическими климатипами к комплексу неблагоприятных климатических и зоогенных факторов являются культуры, созданные из желудей Белгорода (2.9±0.12 м), Орла (2.6±0.14 м) и Адыгеи +(2.44±0.12м) (табл. 2).

Дополнительно можно отметить, что степень объедания крон копытными увеличивается от двухлетнего к шестилетнему возрасту культур всех рассмотренных климатипов. Повреждение ветвей и листьев дубков повысилось скачкообразно с 2017 по 2018 г.

Итак, отбор климатипов дуба черешчатого для проведения лесовосстановительных мероприятий в зоне лесостепи с высоким прессингом копытных необходимо рассматривать комплексно, опираясь на основные три характеристики развития культур – энергию прорастания желудей к осени первого года посева, высоту культур и количество растений главной породы ко времени перевода в земли, на которых расположены леса. В табл. 4 приведены климатипы дуба черешчатого, показавшие наилучшие результаты по перечисленным позициям.

 

Таблица 4. Климатипы дуба черешчатого, показавшие лучшие морфометрические параметры в условиях дубравы снытевой нагорной высокоствольной

Всхожесть, тыс. шт/га в %		Средняя высота, м		Количество растений в возрасте 6 лет, тыс. шт/га
Смоленск	94.2	Смоленск	2.06	Смоленск	3.31
Тула	92.4	Тула	2.11	Тула	3.19
ТОЛ	90.1	Пенза	2.03	ТОЛ	3.11
Белгород	90.5	Белгород	2.9	Белгород	3.08
Орел	94.4	Орел	2.6	Орел	3.19
Курск 1	100	Курск 1	1.98	Курск 1	3.56
Курск 2	100	Курск 2	1.93	Курск 2	3.56
Татарстан	88.5	Татарстан	1.95	Татарстан	3.08
Адыгея	93.2	Адыгея	2.18	Адыгея	3.28
		Адыгея +	2.44

 

Данные табл. 4 демонстрируют лучшие результаты роста и развития при создании культур дуба черешчатого в условиях дубравы нагорной зоны лесостепи из желудей, собранных в Смоленской, Тульской, Белгородской, Орловской, Курской областях, республике Адыгее, республике Татарстан.

Посевной материал из климатипа Адыгея+ и Пензенской области показал низкие результаты по приживаемости в однолетнем возрасте – 81.3 и 82.7% (табл. 2) и значительное объедание крон копытными – 91.5 и 98% соответственно (табл. 3), но их высота составила 2.4 и 2.0 м, что указывает на высокую сопротивляемость прессингу копытных.

На основании исследований можно сделать заключение о возможности качественного лесовосстановления на территории лесничества желудями местного происхождения, собранными в дубраве нагорной высокоствольной, только при условии снятия пресса копытных животных и запрета устройства на всей территории лесничества охотхозяйства.

Выводы

1. По результатам исследований морфометрических показателей и сохранности дубовых культур географических климатипов наиболее приемлемыми для эдафических условий Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН и, вероятно, всего региона южной лесостепной зоны можно признать климатипы из Смоленска, Тулы, ТОЛ, Белгорода, Орла, Курска 1, Курска 2, Татарстана и Адыгеи.
2. Посевной материал, полученный из Воронежского ВЛССЦ, не пригоден для воспроизводства дубовых культур в условиях Теллермановского опытного лесничества по причине низкой приживаемости культур и их высокому отпаду за шестилетний период выращивания.
3. Качественное лесовосстановление на территории Теллермановского опытного лесничества ИЛАН РАН желудями местного происхождения, собранными в дубраве нагорной высокоствольной, возможно только при условии снятия пресса копытных животных и запрета устройства на всей территории лесничества охотхозяйства. Такая рекомендация актуальна для всех лесных площадей, на территории которых воспроизводится дуб черешчатый.

Об авторах

В. Г. Стороженко

Институт лесоведения РАН

Email: chebotareva@ilan.ras.ru
Россия, ул. Советская, д. 21, с. Успенское, Одинцовский р-н, Московская обл., 143030

П. А. Чеботарёв

Институт лесоведения РАН

Email: chebotareva@ilan.ras.ru
Россия, ул. Советская, д. 21, с. Успенское, Одинцовский р-н, Московская обл., 143030

В. В. Чеботарёва

Институт лесоведения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: chebotareva@ilan.ras.ru
Россия, ул. Советская, д. 21, с. Успенское, Одинцовский р-н, Московская обл., 143030

Список литературы

Дополнительные файлы