Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Плужников А.А. 1 Бухонова Н.М. 2 Славский В.А. 2

---

1 ФГКВОУ ВПО ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

2 ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

В статье выполнена оценка санитарного состояния и биологической устойчивости сосновых насажде-ний возрастом от 41 до 130 лет, произрастающих на территории Савальского, Теллермановского и При-городного лесничеств Воронежской области. В ходе полевых работ было заложено 80 пробных площа-дей, исследование которых выявили закономерности изменения состояния и продуктивности насажде-ний в зависимости от возраста, бонитета и условий произрастания. На основе анализа результатов оценки жизненного состояния древостоев определена зависимость между степенью ослабления насаж-дения и величиной его запаса, используемого для расчета средообразующих функций. Получено обос-нование проведения рубок ухода в лесах защитной категории с целью повышения экологического по-тенциала насаждений вплоть до возраста спелости. Расчеты себестоимости (текущие затраты), капи-тальные вложения, а также величина чистого дисконтированного дохода свидетельствуют о положи-тельном экономическом эффекте проводимых лесохозяйственных мероприятий.

Статья в формате PDF

185 KB

рубки ухода

средообразующие функции

санитарное состояние

сосновые насаждения

1. Мелехов И.С. Лесоводство. – 2-е изд. доп., испр. – М.: МГУЛ, 2003. – 320 с.

2. О ставках платы за единицу объема лесных ресурсов и ставок платы за единицу площади лесного участка, находящихся в федеральной собственности: постановление Правительства РФ от 22.05.2007 № 310 (в ред. от 03.02.2014) // http://www.pravo.gov.ru/. - 2014. - 6 февраля.

3. Руководство по планированию, организации и ведению лесопатологического обследования / Утверждено Приказом Рослесхоза № 523 от 29.12.2007. – М.: ВНИИЦлесресурс, 2007. – С. 8-18.

4. Успенский В.В. Закономерности роста и продуктивности культур сосны (на примере ЦЧР): дис. ... д-ра с.-х. наук. – Воронеж, 1991. – С. 236-258.

5. Чибисов Г.А. Экологическая эффективность рубок ухода за лесом. / Г.А. Чибисов, А.И. Нефедова // Лесной журнал. – 2003. – № 5. – С. 11-17.

6. Янгутов И.А. Невесомые полезности леса и лесоустройство / И.А. Янгутов, А.Н. Филипчук // Вестник Московского государственного университета леса. – 2009. – № 2. – С. 48-51.

7. Pluzhnikov A.A. Regularities of changes in habitat-forming properties of different age groups of the pine plantations in Central forest / Applied and Fundamental Studies: 4th International Academic Conference. USA, St. Louis: Publishing House Science and Innovation Center Ltd., 2013. – Volume I. – P. 185-190.

Введение. Рубки ухода – основной вид ухода за лесом путем изреживания древостоев в целях создания благоприятных условий для роста оставляемых деревьев, лучшего формирования стволов и увеличения их прироста, улучшения качества древесины и, в конечном счете, выращивания древостоя заданного назначения [1].

В сосновых насаждениях Воронежской области решение задач лесоводственного ухода без использования рубок крайне затруднено или невозможно. С учетом того, что все леса на территории этого субъекта Российской Федерации относятся к категории защитных, решение данных задач, в первую очередь, направлено на улучшение состояния сосновых лесов и повышение их средообразующих функций, а также формирование насаждений, устойчивых к внешним неблагоприятным воздействиям (ветру, снегу, насекомым, грибным заболеваниям, пожарам и т. д.) [6].

Исследования проводились при непосредственной финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в соответствии с грантом по теме 2014/20 «Исследование средообразующей роли лесных насаждений Воронежской области и разработка методов ускоренного выращивания и создания плантационных культур основных лесообразующих пород на основе биотехнологий и биотехнических средств».

Целью исследования является эколого-экономическая оценка эффективности рубок ухода, направленных на повышение экологического потенциала сосновых насаждений Воронежской области на основе изучения их санитарного состояния, выявления закономерностей изменения продуктивности и средообразующих функций.

Объект и методы исследования. Объектом исследований, проведенных в 2009–2012 гг., являются высокопродуктивные (I и II классов бонитета) сосновые насаждения преимущественно искусственного происхождения возрастом от 41 до 130 лет. Всего в ходе полевых работ было заложено 80 пробных площадей (ПП). ПП 1–40 были заложены на территории Савальского участкового лесничества, еще по 16 ПП в Полянском (ПП 62-77) и Костино-Отдельском (ПП 46-61) участковых лесничествах. Эти три участковых лесничества административно входят в состав одного из самых крупных лесничеств восточной части Воронежской области – Савальского. На территории Левобережного участкового лесничества Пригородного лесничества заложено 5 ПП (ПП 41-45) и еще 3 ПП (ПП 78-80) – в Хоперском участковом лесничестве Теллермановского лесничества.

Группировка всего исходного материала была выполнена по классам бонитета с учетом типа лесорастительных условий. Учитывая, что сосновые насаждения на пробных площадях представлены в основном культурами, большого разнообразия типов леса в них не встречалось. Условиям свежей субори (В2) соответствовал один из самых распространенных типов леса в Воронежской области – сосняк травяной с дубом (Сдтр). В боровых условиях (А2), характеризующихся относительно бедными почвами, основным типом леса был сосняк разнотравный (Стр).

На первом этапе исследования выполнена оценка степени ослабления насаждений и нарушения их биологической устойчивости в соответствии с действующими методиками, определена динамика состояния и продуктивности сосняков в зависимости от возраста [3].

При определении средообразующих функций сосновых насаждений применялось несколько методик, в качестве исходных данных для которых использовался объем фитомассы (общий и по фракциям), рассчитанный по рекомендациям В. В. Успенского [4].

Поглощение углекислого газа (СО2) и выделение кислорода (О2) рассчитано по методике С. В. Белова, в основе которой лежит формула, характеризующая процесс фотосинтеза растений. Выделение сосновыми насаждениями биологически активных веществ определялось по методике В. В. Протопопова, объем пылезадержания – по методике Л. К. Позднякова, причем обе методики использовались с уточнениями В. В. Успенского для сосняков Центрально-Черноземного региона [4].

Далее осуществлялось назначение лесных насаждений для проведения рубок ухода, исходя из лесоводственной потребности в них. Экономическая эффективность рубок оценивалась по прогнозируемому объему чистого дисконтированного дохода, экологическая – повышению средообразующей роли обследуемых лесов.

Результаты исследования и их обсуждение. При оценке насаждений I класса бонитета выявлено, что на всей обследуемой территории свежего бора (А2), составляющей 29,2 га, преобладает легкая степень нарушения биологической устойчивости. В сосновых насаждениях I класса бонитета, произрастающих в условиях свежей субори (В2), ослабленные занимают 90,1 га (78,0 % площади свежей субори с I классом бонитета), сильно ослабленные - 25,4 га (22,0 %). Нарушение биологической устойчивости легкой степени отмечено на площади 70,1 га (60,7 %), средней - на 45,4 га (39,3 %), а сильной отсутствует.

В сосновых насаждениях II класса бонитета, произрастающих в условиях свежего бора (А2), ослабленные занимают 82,7 га (34,5 %), сильно ослабленные - 156,7 га (65,5 %). Нарушение биологической устойчивости легкой степени наблюдается на территории 86,4 га (36,1 %), средней - на 126,0 га (52,6 %), сильной - на 27,0 га (11,3 %). В аналогичных древостоях, произрастающих в условиях свежей субори (В2), ослабленные занимают 129,7 га (38,1 %), сильно ослабленные - 180,8 га (53,1 %), усыхающие - 30,0 га (8,8 %). Нарушение биологической устойчивости легкой степени наблюдается на площади 101,6 га (29,8 %), средней - на 165,9 га (48,7 %), сильной - на 73,0 га (21,5 %).

О возрастной динамике состояния сосняков свидетельствует распределение запаса деревьев в каждой группе возраста по категориям санитарного состояния ( унок 1).

Рисунок 1. Распределение древесного запаса по категориям состояния в насаждениях

I–II класса бонитета в зависимости от возраста

В средневозрастных насаждениях деревья, попадающие в категорию «без признаков ослабления», имеют наибольший процент от общего запаса по сравнению с остальными возрастными группами – 12,5 %. С увеличением возраста их доля неизбежно снижается, достигая минимальных значений в спелых насаждениях. При переходе древостоев из одной возрастной группы в другую доля ослабленных деревьев снижается на 15–20 %, а сильно ослабленных, наоборот, увеличивается, достигая максимума в спелых насаждениях. Запас сухостойных деревьев не имеет четкой вышеупомянутой закономерности и во всех возрастных группах варьирует в размере 7–15 %.

Сравнительная количественная оценка средообразующих функций исследуемых насаждений произрастающих в свежем бору показала, что выполняемый ими средневзвешенный годовой объем поглощения углекислого газа (без учета разделения на группы возраста и полноты) составил 3,66 т/га, выделения в атмосферу кислорода и биологически активных веществ – 2,77 и 0,19 т/га соответственно, пылезадержания – 3,41 т/га.

Объем средообразующих функций выполняемый сосновыми насаждениями, произрастающими в свежей субори, имел несколько другой вид и составил 3,78 т/га по поглощению углекислого газа, 2,86 т/га по выделению в атмосферу кислорода и 0,19 т/га – биологически активных веществ, 3,48 т/га по пылезадержанию. При этом, вне зависимости от лесорастительных условий, наблюдается снижение средообразующих функций при переходе от средневозрастных древостоев к спелым.

Различие между средневозрастными и спелыми насаждениями по объему выделения кислорода и поглощению углекислого газа в среднем варьирует в пределах 22–30 %. Изменение объема выделения биологически активных веществ с возрастом снижается не столь резко и составляет 10–15 %. Пылезадерживающая способность постепенно уменьшается с возрастом и за период жизни растений от средневозрастных до спелых происходит снижение продуктивности на 40-50 %.

Однако в предложенных методиках В. В. Успенского расчет основных средообразующих функций насаждений производится без учета их санитарного состояния. Между тем объем средообразующих функций в ослабленных насаждениях будет отличаться от насаждений, попадающих в категорию сильно ослабленных или усыхающих, поскольку средний годичный прирост и процент древесного отпада напрямую связаны с состоянием древостоя, а запас насаждения, приходящийся на сухостой, и вовсе имеет нулевую биологическую продуктивность [7].

На основе параметров, используемых для определения жизненного состояния сосны обыкновенной, было найдено уравнение, выражающее долю эффективно функционирующей биомассы относительно общего запаса насаждения. За основу была взята закономерность, согласно которой с ухудшением категорий состояния уменьшается не только величина прироста, но и соответственно объем производимых средообразующих функций, а сухостойные насаждения не выделяет кислорода и биологически активных веществ.

Установленные вышесказанные закономерности и значения выведенных формул графически представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Динамика древесного запаса в зависимости от возраста и санитарного состояния насаждений при относительной полноте 1,0

На рисунке 2 показано, что количество функционирующего запаса ежегодно снижается в сравнении с общим запасом на 1 га. В средневозрастных насаждениях эти различия менее заметны, чем в спелых, поскольку ухудшение санитарного состояния не приводит к сиюминутному снижению прироста. Кроме того, более молодые деревья сильнее склонны к восстановлению и имеют больший запас жизненной прочности. Древесный запас, влияющий на средообразующие функции, всегда будет меньше общего запаса древостоя, и его санитарное состояние должно в обязательном порядке учитываться при оценке средообразующих функций.

Поскольку основным целевым назначением защитных лесов является выполнение комплекса прижизненных полезных природных функций, то первостепенным моментом является оценка эффективности проведенных в них рубок ухода с экологической и экономической точек зрения.

Экологическая оценка хозяйственной деятельности предопределяет увеличение продуктивности и улучшение состояния насаждений [5]. Положительный экономический эффект при рубках ухода связан с заготовкой древесного сырья (прореживания и проходные рубки), поскольку полученный ее объем может быть реализован согласно установленным ставкам платы за 1 м3 древесины [2].

При прогнозировании динамики средообразующих функций за временную единицу расчета был взят лесоустроительный ревизионный период – 10 лет. При этом использовалась общепринятая закономерность, согласно которой за 10 лет годичный прирост на 1 га по классам возраста и средняя полнота в средневозрастных насаждениях планомерно увеличивается примерно на 10 %, в приспевающих – на 5 %, а в спелых остается без изменений (при условии, что рубки ухода не были проведены с чрезвычайной интенсивностью).

При расчете средневзвешенной величины прогнозируемого прироста был учтен возможный переход насаждений из одной возрастной группы в другую, а также перераспределение древостоев по группам полноты с учетом ее увеличения.

В средневозрастных насаждениях при проведении рубок ухода ожидается увеличение выделения кислорода в атмосферу и поглощения углекислого газа в среднем на 0,18 и 0,24 т/га соответственно (при варьировании О2 от 0,11 до 0,31 т/га, СО2 – от 0,14 до 0,42 т/га), что наглядно представлено на рисунке 3. В дальнейшем влияние рубок ухода, хоть и в меньшей степени, будет продолжаться до возраста спелости насаждений.

В меньшей степени рубки ухода будут оказывать влияние на выделение биологически активных веществ (БАВ) и пылезадержание, которое напрямую зависит от состояния ассимиляционного аппарата деревьев.

а

б

Рисунок 3. Динамика годовой продукции кислорода (а) и поглощения углекислого газа (б) в сосновых насаждениях с возрастом, т/га

С учетом того, что при рубках будут выбраны больные и сухостойные деревья, не оказывающие влияния на общую площадь поверхности хвои, то объем выделения БАВ и пылезадержания не будет иметь сильной зависимости от возраста насаждений. И если в средневозрастных древостоях будет наблюдаться незначительное увеличение этих функций (в среднем на 0,02 т/га по выделению БАВ и 0,1-0,5 т/га по пылезадержанию), то в приспевающих и спелых насаждениях рубки не окажут существенного влияния на их объем.

Для того чтобы определить экономический эффект от рубок ухода, необходимо рассчитать себестоимость (текущие затраты), капитальные вложения, а также чистый дисконтированный доход. С этой целью была разработана расчетно-технологическая карта, в которой представлен объем прямых затрат на проведение рубок ухода (таблица 1).

Таблица 1. Расчетно-технологическая карта рубок ухода (фрагмент)

Чистый доход фактически является прибылью и рассчитан по разнице между оценкой вырубаемых насаждений по рыночной цене, представленной ниже в таблице 2, и общего объема приведенных затрат, включающих прямые затраты (5240,23 тыс. руб), общепроизводственные расходы (413,78 тыс. руб), расходы на управление (3898,73 тыс. руб), а также капитальные вложения (186,15 тыс. руб). Чистый доход на основании проведенных расчетов составил 14070,36 тыс. руб, а чистый дисконтированный доход, исходя из интервала времени проведения рубок и возраста спелости сосновых насаждений, 3209,55 тыс. руб.

Таблица 2. Стоимостная оценка вырубаемых насаждений, тыс. руб.

Выводы. Санитарное состояние сосновых насаждений, произрастающих на территории Воронежской области, в настоящее время имеет стойкую тенденцию ухудшения с возрастом. Важнейшим лесохозяйственным мероприятием, направленным на их оздоровление и повышение средообразующей роли, являются рубки ухода, эффективность проведения которых установлена вплоть до возраста спелости. Реализация вырубаемого древесного запаса позволяет полностью компенсировать приведенные затраты, о чем свидетельствует расчетная величина чистого дисконтированного дохода.

Рецензенты:

Панков Я.В., д.с.-х.н., профессор, профессор кафедры лесных культур, селекции и лесомелиорации ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», 394087, г. Воронеж.

Яковлева Е.А., д.э.н., профессор, заведующая кафедрой мировой и национальной экономики ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», г. Воронеж.

Библиографическая ссылка