Восстановление еловых лесов: теория, отечественный опыт и методы решения

УДК

630*182.22:630*231.32

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-3-9-23

Аннотация

За многолетний период подробно проанализирована нормативная и научная литература, касающаяся проблемы восстановления коренных темнохвойных лесов через смену пород. В основе решения проблемы лежит разработанная проф. Б.П. Колесниковым теория лесообразовательного процесса, согласно которой восстановление ельников происходит через стадию формирования коротко- и длительно-производных мягколиственных насаждений. Первые являются наиболее перспективными, так как обладают наиболее высоким демутационным потенциалом. Высказано предположение, что в процессе произрастания производных мягколиственных древостоев на месте коренных ельников насаждение восстанавливает нарушенные в результате рубок структуру и энергетический баланс. В этот период происходит накопление органического вещества и элементов питания в почве, которые были изъяты из экосистемы с вырубленной древесиной. Подчеркивается, что существенное улучшение водно-физических свойств, химического состава почвы и достижение ею исходного уровня плодородия возможно после 40–60 лет только после произрастания производных мягколиственных древостоев на месте чистых ельников. Сделан вывод, что смена темнохвойных пород на мягколиственные после сплошных рубок – явление массовое, объективное и с точки зрения улучшения лесорастительных условий положительное. С этой позиции ее следует рассматривать не только как стадию в восстановлении, но и как механизм сохранения коренных темнохвойных насаждений. Предлагается использовать период произрастания мягколиственных древостоев в системе лесного хозяйства в качестве восстановительного этапа для формирования продуктивных темнохвойных насаждений. При решении этой задачи конкретно для ельников разработан и запатентован новый метод, получивший название «рубка трансформации». Суть его заключается в том, что на ранних этапах развития производного мягколиственного древостоя проводится уход за молодыми поколениями темнохвойных пород. Весь процесс формирования темнохвойного молодняка или средневозрастного древостоя завершается вырубкой верхнего мягколи ственного яруса в возрасте деревьев 45–55 лет, т. е. до достижения ими возраста рубки спелых мягколиственных древостоев. Включение в систему лесного хозяйства этого метода потребует некоторых изменений и дополнений при инвентаризации лесного фонда, составлении проектной документации, а также технического и технологического сопровождения предписанных мероприятий. Например, таксацию производных мягколиственных насаждений необходимо начинать со стадии средневозрастного древостоя и определять полную таксационную характеристику древостоя по поколениям с указанием состава, возраста, высоты и количества древесных пород. Использование в системе хозяйства разработанного метода рубок трансформации для темнохвойных насаждений позволит на первоначальном этапе сдерживать процесс смены пород, а в дальнейшем сбалансировать лиственное и хвойное хозяйство исходя из экологического значения лесных насаждений, лесорастительных условий и перспектив развития конкретной территории.

Сведения об авторах

Н.Н. Теринов¹, д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: N-2884-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5936-208X
Е.М. Андреева² , канд. биол. наук, ст. науч. сотр.; ResearcherID: AAD-3340-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2651-2541
С.В. Залесов¹ , д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: H-2605-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3779-410X
Н.А. Луганский¹ , д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3341-116X
А.Г. Магасумова¹, канд. с.-х. наук., доц.; ResearcherID: H-1607-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1727-2008
¹Уральский государственный лесотехнический университет, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург, Россия, 620100; e-mail: n_n_terinov@mail.ru,  alesov@usfeu.ru, aspir.usfeu@gmail.com
²Ботанический сад Уральского отделения РАН, ул. 8 Марта, д. 202а, г. Екатеринбург, Россия, 620144; е-mail: e_m_andreeva@mail.ru

Ключевые слова

смена пород, мягколиственные насаждения, рубка трансформации, формирование еловых насаждений

Для цитирования

Теринов Н.Н., Андреева Е.М., Залесов С.В., Луганский Н.А., Магасумова А.Г. Восстановление еловых лесов: теория, отечественный опыт и методы решения // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-9-23

Литература

1. Анциферова О.А. Влияние еловых насаждений на свойства буроземов Калининградской области // Вестн. Балт. федер. ун-та им. И. Канта. Сер.: Естеств. и мед. науки. 2010. № 7. С. 111–116. [Antsiferova O.A. The Impact of Spruce Plantations on Burozem in the Kaliningrad Region. Vestnik Baltiyskogo federal’nogo universiteta im. I. Kanta. Seriya: Estestvennyye i meditsinskiye nauki [IKBFU’s Vestnik. Ser. Natural and Medical Sciences], 2010, iss. 7, pp. 111–116].
2. Бобкова К.С., Лиханова Н.В. Вынос углерода и элементов минерального питания при сплошнолесосечных рубках в ельниках Средней тайги // Лесоведение. 2012. № 6. С. 44–54. [Bobkova K.S., Likhanova N.V. Losses of Carbon and Mineral Nutrients in Clear Cuttings of Spruce Forests in the Middle Taiga. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2012, no. 6, pp. 44–54].
3. Боков В.Е. Артинская казенная горнозаводская дача // Лесн. журн. 1901. № 4. С. 21–32. [Bokov V.E. The Arti Metallurgical State Forests. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 1901, no. 4, pp. 21–32].
4. Винокурова Р.И., Лобанова О.В. Специфичность распределения макроэлементов в органах древесных растений елово-пихтовых лесов республики Марий Эл // Вестн. Поволж. гос. техн. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2011. № 2. С. 76–83. [Vinokurova R.I., Lobanova O.V. Specificity of Distribution of Macrocells in Parts of Wood Plants of Spruce-Fir Forests in the Republic of Mari El. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovaniye [Vestnik of Volga State University of Technology. Series «Forest. Ecology. Nature management»], 2011, no. 2, pp. 76–83].
5. Водные и лесные ресурсы Свердловской области. Режим доступа: http://рустрана.рф/article.php?nid=12193 (дата обращения 18.04.2019). [Water and Forest Resources of Sverdlovsk Region].
6. Данилик В.Н. Совершенствование рубок главного пользования на Урале // Материалы науч. конф. по вопросам лесн. хоз-ва /под ред. К.Б. Лосицкого, А.В. Побединского, Н.М. Набатова. Пушкино: ВНИИЛМ, 1970. С. 102–105. [Danilik V.N. Improvement of Harvest Cuttings in the Urals. Proceedings of the Scientific Conference on Forestry. Ed. by K.B. Lositskiy, A.V. Pobedinskiy, N.M. Nabatov. Pushkino, VNIILM Publ., 1970,
pp. 102–105].
7. Данченко А.М., Бех И.А. Перспективы освобождения кедрового подроста из-под полога других пород // Вестн. Томск. гос. ун-та. Сер.: Биология. 2010. № 1(9) С. 68–77. [Danchenko A.M., Beh J.A. Outlooks of Siberian Stone Pine Undergrowth Liberation Cuttings from Various Tree Canopy. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Biologiya [Tomsk State University Journal of Biology], 2010, no. 1(9), pp. 68–77].
8. Дедков В.С., Павлова Т.С., Прокопович Е.В., Агафонов Л.И. Рубки леса и свойства горно-лесных буро-подзолистых почв Среднего Урала // Антропогенные воздействия на свойства почв. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. С. 21–35. [Dedkov V.S., Pavlova T.S., Prokopovich E.V., Agafonov L.I. Forest Cuttings and Properties of Mountain Brown Podzolic Forest Soils of the Middle Urals. Anthropogenic Impacts on Soil Properties. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 1987, pp. 21–35].
9. Декатов Н.Е. Повысить эффективность содействия лесовозобновлению // Лесн. хоз-во. 1962. № 8. С. 19–23. [Dekatov N.E. Improve the Effectiveness of Promotion for Reforestation. Lesnoye khozyaystvo, 1962, no. 8, pp. 19–23].
10. Долгин М.М., Колесникова А.А., Конакова Т.Н. Почвенная мезофауна среднетаежных лесов Республики Коми // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2012. № 3. С. 73–85. [Dolgin M.M., Kolesnikova A.A., Konakova T.N. Soil Mesofauna of the Komi Republic Middle Taiga Forests. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federal’nogo universiteta. Seriya: Estestvennyye nauki [Arctic Environmental Research], 2012, no. 3, pp. 73–85].
11. Дымов А.А. Химический состав водотоков в коренном еловом и производном лиственно-хвойном лесах // Вода: химия и экология. 2013. № 4(58). С. 97–101. [Dymov A.A. Chemical Composition of Water Streams in Native Spruce and Secondary Deciduous-Coniferous Forests. Voda: khimiya i ekologiya [Water: chemistry and ecology], 2013, no. 4(58), pp. 97–101].
12. Дымов А.А., Бобкова К.С., Тужилкина В.В., Ракина Д.А. Растительный опад в коренном ельнике и лиственно-хвойных насаждениях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2012. № 3. С. 7–18. [Dymov A.A., Bobkova K.S., Tuzhilkina V.V., Rakina D.A. Tree Waste in an Aboriginal Spruce Forest and Mixed Stands. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2012, no. 3, pp. 7–18]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/e87/gkuj1.pdf
13. Залесов С.В., Луганский Н.А. Основные тенденции в динамике лесного фонда Свердловской области и пути оптимизации лесопользования // Леса Урала и хозяйство  в них. 1994. № 17. С. 4–23. [Zalesov S.V., Luganskiy N.A. The Main Trends in the Dynamics of the Forest Fund of Sverdlovsk Region and Ways to Optimize Forest Management. Lesa Urala i khozyaystvo v nikh, 1994, no. 17, pp. 4–23].
14. Запруднов В.И., Пинягина Н.Б., Горшенина Н.С. Современное состояние лесного сектора Российской Федерации, задачи и перспективы развития лесозаготовительной промышленности // Вестн. МГУЛ–Лесн. вестн. 2014. Т. 18, № 3. С. 81–101. [Zaprudnov V.I., Piniagina N.B., Gorshenina N.S. Current State of the Russian Federation Forest Sector, Tasks and Prospects of Forest Industry Development. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2014, vol. 18, no. 3, pp. 81–101].
15. Изучить процессы возобновления, смены древесных пород и формирования древостоев, разработать системы и способы рубок в лесах различных групп. Разработать лесоводственные требования и применительно к ним новую технику, а также новую технологию для сплошных и несплошных рубок главного пользования, обеспечивающих выращивание высокопродуктивных насаждений: отчет о НИР (заключ.). Шифр темы 053026. Пушкино: ВНИИЛМ, 1975. 102 с. [To Study the Processes of Renewal, Succession of Tree Species and Formation of Forest Stands, to Develop Systems and Methods of Cuttings in Forests of Various Groups. To Work out Forest Requirements and the New Technique for Them, as Well as the New Technology for Clear and Selective Final Cuttings, which Provide Growing of High-Productivity Forest Stands: Research Report. Pushkino, VNIILM Publ., 1975. 102 p.].
16. Казимиров Н.И., Морозов Р.М. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии. Л.: Наука, 1973. 175 с. [Kazimirov N.I., Morozov R.M. Biological Cycle of Substances in Spruce Forests of Karelia. Leningrad, Nauka Publ., 1973. 175 p.].
17. Калачев А.А., Залесов С.В. Качество подроста пихты сибирской под пологом пихтовых и березовых насаждений Рудного Алтая // Аграр. вестн. Урала. 2014. № 4(122). С. 64–67. [Kalachev A.A., Zalesov S.V. Undergrowth Quality of Fir Siberian under Firry and Birch Stands Canopy in Rudny Altai. Agrarnyj vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2014, no. 4(122), pp. 64–67].
18. Колесников Б.П., Зубарева Р.С., Смолоногов Е.П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1973. 275 с. [Kolesnikov B.P., Zubareva R.S., E.P. Smolonogov. Forest Site Conditions and Forest Types in Sverdlovsk Region. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 1973. 275 p.].
19. Комаров А.С., Чертов О.Г., Быховец С.С., Припутина И.В., Шанин В.Н., Видягина Е.О., Лебедев В.Г., Шестибратов К.А. Воздействие осиновых плантаций с коротким оборотом рубки на биологический круговорот углерода и азота в лесах бореальной зоны: модельный эксперимент // Мат. биология и биоинформатика. 2015. Т. 10, вып. 2. С. 398–415. [Komarov A.S., Chertov O.G., Bykhovets S.S., Priputina I.V., Shanin V.N., Vidjagina E.O., Lebedev V.G., Shestibratov K.A. Effects of the Aspen Short-Rotation Plantation on the C and N Biological Cycles in Boreal Forests: The Model Experiment. Matematicheskaya biologiya i bioinformatika [Mathematical Biology and Bioinformatics], 2015, vol. 10, iss. 2, pp. 398–415]. DOI: 10.17537/2015.10.398
20. Костылев А.С. Организация хозяйств в мягколиственных и смешанных елово-лиственных насаждениях в зоне интенсивного лесного хозяйства. М.: ЦНИИТЭИлеспром, 1967. 20 с. [Kostylev A.S. Organization of Facilities in Deciduous and Mixed Spruce-Deciduous Forest Stands in the Zone of Intensive Forestry. Moscow, TsNIITEIlesprom Publ., 1967. 20 p.].
21. Лесной план Свердловской области на 2009–2018 гг: указ губернатора Сверд. обл. № 279-УГ от 03.06.2013 г. Екатеринбург, 2013. 368 с. [Forest Plan of Sverdlovsk Region for the 2009–2018 Period: Decree of the Governor of Sverdlovsk Region No. 279-УГ on June 3, 2013. Yekaterinburg, 2013. 368 p.].
22. Луганский Н.А., Залесов С.В., Луганский В.Н. Лесоведение. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2010. 432 с. [Luganskiy N.A., Zalesov S.V., Luganskiy V.N. Forest Science. Yekaterinburg, USFEU Publ., 2010. 432 p.].
23. Лукина Н.В., Орлова М.А., Исаева Л.Г. Плодородие лесных почв как основа взаимосвязи почва–растительность // Лесоведение. 2010. № 5. С. 45–56. [Lukina N.V., Orlova M.A., Isaeva L.G. Forest Soil Fertility: The Base of Relationships between Soil and Vegetation. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2010, no. 5, pp. 45–56].
24. Лысов Л.А. Моделирование роста и динамики производительности производных березовых древостоев на Cреднем Урале // Экологические основы рационального использования и воспроизводства лесов Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. С. 93–94. [Lysov L.A. Modeling of Growth and Productivity Dynamics of Secondary Birch Forest Stands in the Middle Urals. Ecological Background of Sustainable Use and Regeneration of Forests in the Urals. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 1986, pp. 93–94].
25. Манаков К.Н., Никонов В.В. Биологический круговорот минеральных элементов и почвообразование в ельниках Крайнего Севера. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1981. 196 с. [Manakov K.N., Nikonov V.V. Biological Cycle of Mineral Elements and Soil Formation in Spruce Forests of the Far North. Leningrad, Nauka Publ., 1981. 196 p.].
26. Наставления по рубкам ухода в лесах Урала / Федер. служба лесн. хоз-ва России. М.: Всерос. науч.-исслед. информ. центр по лесным ресурсам, 1994. 100 с. [Instructions for Thinning in the Ural Forests. Federal Forestry Service of Russia. Moscow, All-Russian Research and Information Center for Forest Resources Publ., 1994. 100 p.].
27. Переход В.И. Краткая характеристика лесоэкономических условий Уральской области // Зап. лесопром. ф-та УПИ. Свердловск: УПИ, 1929. Вып. 1. С. 15–27. [Perekhod V.I. A Brief Description of Forest Economic Conditions of Ural Region. Zapiski lesopromyshlennogo fakul’teta UPI. Sverdlovsk, UPI Publ., 1929, iss. 1, pp. 15–27].
28. Правила ухода за лесами: приказ М-ва прир. ресурсов РФ № 185 от 16.07.2007 г. М.: МПР РФ, 2007. 43 с. [Rules for the Forest Care: Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation No. 185 on July 16, 2007. Moscow, MNR RF Publ., 2007. 43 p.].
29. Правила ухода за лесами: приказ М-ва прир. ресурсов и экологии РФ № 626 от 22.11.2017 г. М.: МПРиЭ РФ, 2017. 163 с. [Rules for the Forest Care. Order of the Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation No. 626 on November 22, 2017. Moscow, MNRiE RF Publ., 2017. 163 p.].
30. Рубцов В.Г., Майоров Г.И. Оптимальные возрасты постепенных рубок в лиственных и смешанных насаждениях лесов ΙΙ и Ι групп Северо-Запада европейской части СССР // Сб. науч.-исслед. работ по лесн. хоз-ву. М.: Лесн. пром-сть, 1966. Вып. 10. С. 50–58. [Rubtsov V.G., Mayorov G.I. Optimal Ages of Gradual Cuttings in Deciduous and Mixed Forest Stands of ΙΙ and Ι Groups of the North-West of the European Part of the USSR. Collection of Scientific and Research Papers on Forestry. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1966, iss. 10, pp. 50–58].
31. Рубцов М.В., Дерюгин А.А. Отпад деревьев после рубки древостоев березы с сохранением ели в южной тайге центральной части Русской равнины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2015. № 5. С. 9–25. [Rubtsov M.V., Deryugin A.A. Mortality of Trees after a Birch Cutting with Preservation of Spruce in Southern Taiga in the Centre of the Russian Plain. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2015, no. 5, pp. 9–25]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2015.5.9, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/7af/rubtsov.pdf
32. Руководство по организации и технологии рубок главного и промежуточного пользования в мягколиственных насаждениях со вторым ярусом и подростом хвойных пород (для равнинных лесов европейской части России) / Федер. служба лесн. хоз-ва России. М.: ВНИИЦлесресурс, 1997. 55 с. [Manual for Organization and Technology of Final and Intermediate Cuttings in Deciduous Forests with Understorey and Undergrowth  of Coniferous Species (For Plain Forests of the European Part of Russia). Federal Forestry Service of Russia. Moscow, VNIITslesresurs Publ., 1997. 55 p.].
33. Седых В.Н. Лесообразовательный процесс. Новосибирск: Наука, 2009. 163 с. [Sedykh V.N. The Forest Formation Process. Novosibirsk, Nauka Publ., 2009. 163 p.].
34. Семенова В.Г. Влияние рубок главного пользования на почвы и круговорот веществ в лесу. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 183 с. [Semenova V.G. The Influence of Final Cuttings on Soils and Cycle of Substances in the Forest. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1975. 183 p.].
35. Солодовников А.Н. Показатели плодородия почв под лиственными и хвойными лесами в среднетаежной подзоне Северо-Запада России // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 6. Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/ view?id=23221 (дата обращения: 18.04.2019). [Solodovnikov A.N. Indicators of Deciduous and Coniferous Forest’s Soil Fertility of North-West Russia Middle-Taiga Zone. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education], 2015, no. 6].
36. Тарасов П.А. Оценка влияния смены сосны березой на свойства почв в условиях Приангарья // Изв. вузов. Лесн. журн. 2012. № 2. С. 14–19. [Tarasov P.A. Evaluation of Pine-Birch Succession Effect on the Soil Properties in the Angara River Area. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2012, no. 2, pp. 14–19]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/9f3/glro2.pdf
37. Теринов Н.И. Возобновление ели на концентрированных вырубках 1929–1931 гг. в хвойно-широколиственных лесах Среднего Урала // Леса Урала и хозяйство в них. 1970. № 5. С. 107–109. [Terinov N.I. Reforestation of the Spruce Species on the Concentrated Cuttings in 1929–1931 in the Coniferous-Deciduous Forest Stands of the Middle Urals. Lesa Urala i khozyaystvo v nikh, 1970, no. 5, pp. 107–109].
38. Теринов Н.Н. Метод формирования темнохвойных насаждений // Тр. СПб НИИ лесн. хоз-ва. 2013. Вып. 1. С. 64–71. [Terinov N.N. The Method of Formation of Dark-Coniferous Forest Stands. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lesnogo khozyaystva [Proceedings of the Saint Petersburg Forestry Research Institute], 2013, iss. 1, pp. 64–71].
39. Теринов Н.Н. Концепция трансформации производных мягколиственных насаждений в темнохвойные с целью повышения продуктивности лесов Урала: автореф. дис. ... д-ра. с.-х. наук. Екатеринбург, 2014. 44 с. [Terinov N.N. The Concept of Transformation of the Secondary Deciduous Forest Stands into Dark Coniferous Forest Stands to Order to Increase the Forest Productivity in the Urals: Dr. Agric. Sci. Diss. Abs. Yekaterinburg, 2014. 44 p.].
40. Теринов Н.Н. Способ трансформации производных мягколиственных насаждений в темнохвойные: патент № 2521706. М.: ФГУ ФИПС, 2014. [Terinov N.N. Method of Transformation of Derived Softwood Planting to Dark Coniferous. Patent RF no. 2521706, 2014].
41. Теринов Н.И., Турков В.Г. Антропогенная динамика горных лесов Среднего Урала // Эколого-географические и генетические принципы изучения лесов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 158–163. [Terinov N.I., Turkov V.G. Anthropogenic Dynamics of Mountain Forests in the Middle Urals. Ecological, Geographical and Genetic Principles of the Study of Forests. Sverdlovsk, UNTs AN SSSR Publ., 1983, pp. 158–163].
42. Carnol M., Baeten L., Branquart E., Grégoire J.-C., Heughebaert A., Muys B., Ponette Q., Verheyen K. Ecosystem Services of Mixed Species Forest Stands and Monocultures: Comparing Practitioners’ and Scientists’ Perceptions with Formal Scientific Knowledge. Forestry: An International Journal of Forest Research, 2014, vol. 87, iss. 5, pp. 639–653. DOI: 10.1093/forestry/cpu024
43. Carnol M., Bazgir M. Nutrient Return to the Forest Floor through Litter and Throughfall under 7 Forest Species after Conversion from Norway Spruce. Forest Ecology and Management, 2013, vol. 309, pp. 66–75. DOI: 10.1016/j.foreco.2013.04.008
44. Chauvat M., Titsch D., Zaytsev A.S., Wolters V. Changes in Soil Faunal Assemblages during Conversion from Pure to Mixed Forest Stands. Forest Ecology and Management, 2011, vol. 262, iss. 3, pp. 317–324. DOI: 10.1016/j.foreco.2011.03.037
45. Felton A., Lindbladh M., Brunet J., Fritz Ö. Replacing Coniferous Monocultures with Mixed-Species Production Stands: An Assessment of the Potential Benefits for Forest Biodiversity in Northern Europe. Forest Ecology and Management, 2010, vol. 260, iss. 6, pp. 939–947. DOI: 10.1016/j.foreco.2010.06.011
46. Korboulewsky N., Perez G., Chauvat M. How Tree Diversity Affects Soil Fauna Diversity: A Review. Soil Biology and Biochemistry, 2016, vol. 94, pp. 94–106. DOI: 10.1016/j.soilbio.2015.11.024
47. López-Mondéjar R., Voříšková J., Větrovský T., Baldrian P. The Bacterial Community Inhabiting Temperate Deciduous Forests is Vertically Stratified and Undergoes Seasonal Dynamics. Soil Biology and Biochemistry, 2015, vol. 87, pp. 43–50. DOI: 10.1016/j.soilbio.2015.04.008
48. Prescott C.E., Grayston S.J. Tree Species Influence on Microbial Communities in Litter and Soil: Current Knowledge and Research Needs. Forest Ecology and Management, 2013, vol. 309, pp. 19–27. DOI: 10.1016/j.foreco.2013.02.034
49. Pretzsch H., Biber P. Tree Species Mixing Can Increase Maximum Stand Density. Canadian Journal of Forest Research, 2016, vol. 46, no. 10, pp. 1179–1193. DOI: 10.1139/cjfr-2015-0413
50. Pretzsch H., Schütze G. Effect of Tree Species Mixing on the Size Structure, Density, and Yield of Forest Stands. European Journal of Forest Research, 2016, vol. 135, pp. 1–22. DOI: 10.1007/s10342-015-0913-z
51. Thoms C., Gleixner G. Seasonal Differences in Tree Species’ Influence on Soil Microbial Communities. Soil Biology and Biochemistry, 2013, vol. 66, pp. 239–248. DOI: 10.1016/j.soilbio.2013.05.018
52. Verstraeten G. Conversion of Deciduous Forests to Spruce Plantations and Back: Evaluation of Interacting Effects on Soil, Forest Floor, Earthworm and Understorey Communities. PhD Thesis in Applied Biological Sciences. Ghent, Belgium, Ghent University, 2013. 152 p.
53. Zeller L., Ammer Ch., Annighöfer P., Biber P., Marshall J., Schütze G., del Río Gaztelurrutia M., Pretzsch H. Tree Ring Wood Density of Scots Pine and European Beech Lower in Mixed-Species Stands Compared with Monocultures. Forest Ecology and Management, 2017, vol. 400, pp. 363–374. DOI: 10.1016/j.foreco.2017.06.018

Ссылка на английскую версию:

Restoration of Spruce Forests: Theory, National Practice and Problem Solving

RESTORATION OF SPRUCE FORESTS: THEORY, NATIONAL PRACTICE AND PROBLEM SOLVING

N.N. Terinov¹, Doctor of Agriculture, Prof.; ResearcherID: N-2884-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5936-208X
Е.M. Andreeva², Candidate of Biology, Senior Research Scientist; ResearcherID: AAD-3340-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2651-2541
S.V. Zalesov¹, Doctor of Agriculture, Prof.; ResearcherID:H-2605-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3779-410X
N.A. Lyganskiy¹ , Doctor of Agriculture, Prof.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3341-116X
A.G. Magasumova¹, Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; ResearcherID: H-1607-2019, 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1727-2008
¹Ural State Forest Engineering University, Sibirskiy trakt, 37, Yekaterinburg, 620100, Russian Federation; e-mail: n_n_terinov@mail.ru, zalesov@usfeu.ru, aspir.usfeu@gmail.com
²Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, ul. 8 Marta, 202a, Yekaterinburg, 620144, Russian Federation; е-mail: e_m_andreeva@mail.ru

Detailed analysis of standard and scientific literature on the problem of restoration of primary dark coniferous forests through the species succession is made for a long-term period. The forest formation theory developed by Professor B.P. Kolesnikov is behind the problem solution. According this theory the restoration of spruce forests occurs through the formation stage of short-term and long-term secondary soft-leaved plantations. The shortterm plantations are the most promising as they have the highest regeneration potential. It has been suggested that during the growth process of secondary soft-leaved forest stands on the site of primary spruce forests the plantation restores its structure and energy balance that were changed as a result of cuttings. Over this period accumulation of organic matter and nutrients, which had been removed from the ecosystem with cut trees, occurs in the soil. We shell underline that substantial improvement of water-physical properties, chemical composition of soil and its achievement of initial level of fertility is possible only after 40–60 years when secondary soft-leaved stands will grow in the place of pure spruce forests. It was concluded that succession of dark coniferous species to soft-leaved ones after clear cuttings is a massive and objective phenomenon; and from the point of view of improvement the forest site conditions it is positive. In this case it should be considered not only as a stage of restoration, but, perhaps, as a mechanism of preservation of primary dark coniferous forest plantations. The growing period of soft-leaved plantations is proposed to use in the forestry system as a restoration stage for the formation of productive dark coniferous plantations. A new method named transformation cutting was developed and patented specifically for spruce forests in order to solve this issue. Its essence lies in the fact that care of young generations of dark coniferous species is taken in the early stages of the secondary softleaved stand development. The entire process of formation of dark coniferous young growth or middle-aged forest stand finishes with cutting of upper soft-leaved storey at the tree age of 45–55 years, i.e. before they reach the cutting age of mature soft-leaved stands. The inclusion of this method in the system of forestry would require some changes and additions in inventory of forest fund, preparation of project documents, as well as technical and engineering support of the prescribed measures. For instance, it is necessary to start the valuation of secondary soft-leaved forest plantations with the middle-aged stand and determine the full valuation description of the stand by generations indicating the composition, age, height and number of tree species. The use of the developed method for dark coniferous forest plantations in forestry will allow to slow down the process of species succession and later on to balance deciduous and coniferous forests based on the ecological value of forest stands, forest site conditions and prospects for the development of a specific area.
For citation: Terinov N.N., Andreeva Е.M, Zalesov S.V., Lyganskiy N.A., Magasumova A.G. Restoration of Spruce Forests: Theory, National Practice and Problem Solving. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-9-23

Keywords: succession of species, soft-leaved plantations, transformation cutting, forming of spruce stands.
 

Поступила 20.05.19 / Received on May 20, 2019