Сосновые, еловые, дубовые и другим насаждения объединяются в соответствующие типы леса по условиям произрастания или почвенно-гидрологическим условиям.
В нашей стране, где впервые была создана классификация лесов на научной основе, сложилось два типологических направления: фитоценотическое, названное в дальнейшем биогеоценотическим, и экологическое, иногда называемое геологическим. Обычно классификации лесов являются региональными, хотя и составлены на единых методических принципах. Они наиболее полно учитывают природные особенности конкретных лесохозяйственных районов. На основе теории В. Н. Сукачева описаны леса, в том числе и сосновые, Севера, Урала, Сибири, Дальнего Востока. Классификация П. С. Погребняка применяется на Украине и Северном Кавказе. Имеются классификации также П. В. Воропанова, В. Г Нестерова и др. Большой вклад в разработку типологий леса внесли Г Ф. Морозов, М. Е. Ткаченко, И. С. Мелехов.
Сосняки, например, таежной зоны европейской части СССР объединяются по сходству ведущих признаков и условий в следующие группы: лишайниковые, брусничные, черничные, кисличные, долгомошные, сфагновые, травяно-болотные. В зонах хвойношироколиственных лесов и лесостепи встречаются сосняки сложные: с липой, дубом, елью и широколиственными породами. Здесь обычно бывают сосняки высокой производительности (I и Iа бонитеты). В известном Бузулукском бору все многообразие типов сосняков объединено в 4 резко обособленные группы: сосняки лишайниковые, мшистые, разнотравные и сложные. Разнообразие приангарских сосняков объединяется в группы: сосняки лишайниковые, зеленомошные, бруснично-разнотравные, крупнотравные, долгомошные и сфагновые. Сосновые насаждения горностепных районов Сибири представлены сосняками — разнотравнобрусничными, остепленными (сухими), каменисто-лишайниковыми, рододендрово-брусничными, ольховниково-брусничными.
Большое разнообразие кедровых лесов требует наличия их классификации, осуществленной на основе лесорастительного районирования. Это необходимо для рационального использования и воспроизводства кедровников. В. А. Поварницын все многообразие кедровых лесов свел к следующим группам кедровников: мшистая, долгомошная, сфагновая, широкотравная, сложная лишайниковая и травяноболотная. Г В. Крылов эти группы дополнил и они представлены теперь для Сибири следующими: кедровники широкотравные, папоротниковые, крупнотравные (высокотравные), разновейниковые, травяно-болотные, зеленомошные (мшистые), долгомошные, сфагновые, голубично-богульниковые, рододендровые, бадановые, лишайниковые.
Наиболее распространенными типами кедровых лесов Северного Урала являются черничник, папоротниковый, сфагновый, водяниковый, багульниковый, лишайниковый. Для горных же районов Среднего Урала С. А. Зубов выделяет следующие типы кедровников: гольцовый, каменистый, черничниковый, зеленомошниковый, бруснично-зеленомошный, вейниково-разнотравный и кислично-разнотравный.
Сосна распространена в Европе и Азии — от Пиренеев до Охотского моря, от Кольского полуострова до берегов Средиземного и Черного морей. Представители рода сосна преимущественно распространены в северном полушарии. Единственным видом сосны, имеющим естественный ареал в южном полушарии, является сосна Меркуза.
Ареал сосны в Центральной Европе непосредственно смыкается с североевропейской частью ее ареала. В настоящее время трудно установить, какие из насаждений сосны возникли естественным путем, а какие созданы искусственно. Последние расширили ареал сосны до Южной Африки, Мадагаскара, Австралии, Новой Зеландии и Чили.
В лесах СССР сосна занимает площадь 114,2 млн. га (22,7%) с запасом 14,4 млрд. м3 (23,5%); кедр соответственно — 39,5 млн. га (7,8%) с запасом 7,0 млрд. м3 (11,4%). В современном лесном покрове равнинной части УССР наибольшие площади занимают молодняки I и II классов возраста (71,7%), средневозрастные составляют 16,4%, приспевающие — 9,5, а спелые и перестойные — всего 2,4%.
В настоящее время идет увеличение площадей лесов кедра сибирского и уменьшение кедра корейского. Для кедра корейского характерна зонтиковидная кустистая вершина. Этот признак многовершинности позволяет наблюдателю издали распознавать деревья кедра корейского. Многовершинность кедра считается полезным биологическим приспособлением. Крона из многих густо охвоенных вершин в отличие от одновершинности усиливает фотосинтез и транспирацию, прирост древесины и урожайность семян. Подобное приспособление характерно для определенных экологических условий кедрово-широколиственных лесов. Но эта многовершинность оказывает влияние на снижение выхода деловой древесины кедра корейского. По данным В. Н. Корякина, только наличие этого порока приводит к сокращению длины деловой части ствола на 26—42% и выбраковке 6—12% его объема. Около четверти сырорастущего запаса составляет дровяная древесина, отходы равны 7—8%.
Кедровый стланник произрастает в весьма разнообразных климатических условиях: в сравнительно мягком и влажном муссонном климате Японии и Курильских островов, а также в резко континентальном климате центральной части Верхоянского хребта (Магаданская область, Камчатка, Корякский национальный округ. В Корякском национальном округе заросли кедрового стланника занимают 81% всех стланниковых площадей области. Значение кедровых стланников для биоценозов северной тайги огромно. Кустарник замечательно приспособлен к зимовке под снегом. В малоснежные годы в зарослях этого стланнпка накапливается столько же снега, сколько и на участках высокоствольных древостоев. Это говорит о большой снегонакопительной роли стланниковых насаждений. Таким образом, кедровый стланник в условиях Севера имеет большое значение в вопросах таяния и отложения снега, формирования поверхностного стока, эрозии почв и др. Ценность этого растения и в том, что оно произрастает там, где другие хвойные не растут или являются малопродуктивными лесообразователями. Единственным его недостатком является медленный рост.
Средний возраст сосновых лесов составляет в Полесье — 31 год, лесостепи — 32 и в степи — 32 года. Сосны, в частности сосна обыкновенная, образуют уникальные древостой — боры, иногда ошибочно называемые рощами. Следует особо среди них отметить знаменитые реликтово-остаточные сосняки: Бузулукский. бор, ленточные боры Обь-Иртышского междуречья, кедровый Виссарионов бор, Рожнов бор, Черкасский бор, а также широко известные боры Беловежской пущи, Алексин, Хреновской, Усманский, Ставропольский, Рачейский, Муранский, Усть-Казачинский боры. Балгазикский бор в Туве, Белгородские меловые боры, самый южный бор — Хатун-Карачай, сосняки Кокчетау-Мунчактинского холмогорья и скалистого мелкосопочника на границах и каолизированных корах выветривания, сосняки курорта Боровое в Кокчетавской области и др.
Хотелось бы особо отметить Рожнов бор, который среди остатков знаменитых Муромских лесов, занимает одно из важных мест по площади. Рожнов бор является старейшим очагом отечественного лесоводства. Впервые бор был лесоустроен еще в 1848 г. Проведенные здесь работы связаны с именами Г Ф. Морозова, В. Н. Добровлянского, Н. К. Тарнани, Н. Д. Суходского и др. В 1912 г. здесь было открыто Заокское опытное лесничество. Расположен бор по берегу р. Оки, вблизи г. Выкса Горьковской области.
Заслуживают внимания сосняки Дюртюлинского спецмехлесхоза Башкирии, представленные в основном эталонными, или плюсовыми, деревьями высотой до 43 м, диаметром до 60 см. По данным Р. Боброва, здесь выделено 239 га селекционных насаждений, создано 3 семенных заказника общей площадью 134 га, из которых 80 га занесены в государственный реестр. Зачислено в государственный реестр и 30 плюсовых деревьев, с которых ежегодно заготавливают привойный материал и семена для закладки новых плантаций. Часть заготовленных черенков отправляют в соседние лесхозы. Они являются золотым фондом семян для всей республики.
На Черноморском побережье Кавказа насаждение пицундской сосны является единственным в мире крупным участком наиболее древних ассоциаций крымско-кавказской флоры. Насаждение расположено в виде прибрежной ленты длиной около 5 км, площадью 347,4 га, в том числе покрыто сосной 202 га. В 1961 г. здесь насчитывалось 28 180 деревьев в возрасте 110 лет, реже 130 и 250 лет. Одно дерево сосны («патриарх) имело высоту 50 м, диаметр 2 м, возраст — 500 лет. Следует особо отметить неутомимую деятельность профессора П. А. Положенцева по оздоровлению этой реликтовой сосны.
Заложены новые посадки сосны в Ташкенте (вне ареала сосны), в Москве, в Сибири и Приморском крае.
В Калачеевском опытно-показательном лесхозе (Воронежская область) на бесплодных сыпучих буграх созданы сосновые массивы. Большое внимание заслуживают и культуры К. В. Тюрмера в Московской, Калужской и Владимирской областях. Они сейчас находятся в возрасте спелости. В большинстве своем они с преобладанием сосны. В Ольговском лесничестве (Московская область) произрастают эталонные культуры сосны, имеющие в возрасте 80 лет запас древесины 650 м3. Уникальными являются и опытные культуры С. В. Алексеева, созданные посадкой и посевом в условиях северной части Европы. Они показали преимущества посадок перед посевами в условиях северной подзоны тайги. Здесь запас сосновых древостоев в возрасте 50 лет составлял 300 м3/га.
В последнее время в СССР особенно много внимания уделяется сохранению сосновых массивов и отдельных сосен, создаются охранные зоны, сосны объявляются памятниками природы, выдаются на них охранные грамоты и т. д.
По берегам р. Оки в Заокском районе выдано 7 охранных паспортов на уникальные сосновые боры на площади 700 га (Поленово, Велигож), представляющие собой типичный среднерусский пейзаж. Выданы охранные грамоты на меловые боры Белгородской области. Сейчас берутся на специальный учет и делаются заповедными кедровые рощи Алтая и Сибири. Более 30 орехопромысловых зон создано в кедрачах Хабаровского края. В Томской области кедровники составляют почти треть лесных массивов области.
В СССР идет перепись растений и выдача охранных паспортов. В Могилевской области в верховьях р. Тощицы произрастает сосна в возрасте 75 лет, которую обвил дуб 150 лет. А недалеко от города Несвиж произрастают сросшиеся сосна и дуб. Эти древние деревья включены в Белоруссии в список редких и охраняемых объектов — памятников природы, которые находятся под пристальным «врачебным контролем».
Вопросы генезиса и эволюции сосновых формаций, как и вообще других растительных ассоциаций, до сих пор остаются окончательно не разрешенными. Изучение динамических серий ассоциаций аридной зоны позволило профессору Ле Уэру сделать заключение, что первоначальная растительность тунисских степей (пустынь) в районах, где осадки превышают 200 мм, была представлена формациями Pinus halepensis, Juniperus phoenicca. Вероятно, в начале нашей эры такая растительность была распространена и в зонах с осадками 100 мм. В дальнейшем под влиянием человека произошла смена древесно-кустарниковой растительности степной и пустынной. Процесс этот продолжается, и в настоящее время на контакте с Сахарой площадь пустынной растительности увеличивается на несколько десятков тысяч гектаров ежегодно.
В Европе сосна вместе с березой в послеледниковый период первыми начали захватывать освобождающуюся после оледенения территорию. В дальнейшем сосна была вытеснена более конкурентоспособными видами и сохранилась до настоящего времени в крайних условиях местообитания. Здесь преобладает сосна обыкновенная и черная.
В Португалии сосна приморская является основной лесообразующей породой, занимающей 43,9% всей площади. Она образует чистые, высокопродуктивные насаждения и распространена в центральном и северном регионах. Естественное возобновление в сосняках отсутствует.
В Лапландии на самых северных местообитаниях сосна обыкновенная представляет собой не угнетенные, уродливые, а прямые, хорошо развитые деревья. В лесотундре большие территории заняты кедровым стланником.
Во Франции существует массив (площадью около 1 млн. га) из мягкой приморской сосны, имеющий хозяйственное и рекреационное значение. В Сирии продуктивными оказались плантации пиний, посаженные около 100 лет назад. В Италии сотни лет широко культивируется пиния.
На верховых болотах центральной и восточной части Европы произрастают сосна обыкновенная и горная. Сосна горная образует стелющуюся форму или растет прямыми стволами и спускается с гор по верховым болотам далеко в предальпийскую область.
В средиземноморских лесах, сильно деградировавших под воздействием человека и животных, очень редко встречаются чистые древостой аллепской и калабрийской сосны. В Байнамском бору (Турция) сосна черная имеет высоту 6—10 м и корявый вид из-за повреждения вершины ветром.
На Балканах (Албания) из хвойных широко распространена черная сосна, а в северо-восточных районах, в бассейне р. Черного Дрина большие лесные массивы образует панцирная сосна. Всего на хвойные породы здесь приходится около 28% всех запасов древесины.
В Ираке сосняки занимают 50 тыс. га (всего занято лесами 1801 тыс. га). Естественные сосновые леса состоят только из сосны калабрийской.
В Иране незначительные площади северных склонов Эльборса, Багров-Дага покрыты P. pinaster, P. excelsa, P. Pithynsa.
В Индонезии произрастают Pinus merkusi, P. Khesya, P. caribaca, P. cocarpe.
В Южной Африке (р-н Кейптауна) на склонах Столовой горы до самой ее вершины среди капской флоры встречаются одиночные деревья P. pmca, P. maritima, выросшие из семян, занесенных ветром с площадей сосновых посадок.
В Мексике и горах Центральной Америки (Новый Свет) произрастает около 40 видов сосен, среди которых есть и великаны — (сосна Монтесумы), и карлики — сосна пальмочка (P. culminicolа), высотой не более 1 м, произрастающая на высоте до 3700 м над ур. м.
На песчаных косах и холмах Никарагуа растет P. caribaca — карибская сосна. Здесь же кратеры потухших вулканов (диаметром до 1000 м) покрыты сосновыми и дубовыми лесами. Помимо сосны карибской, здесь произрастают сосна оокарпа и псевдоотробус.
В массиве Кахальбана (Куба) на площади более сотни тысяч гектаров растет сосна карибская, а в массиве Галалон на сотнях гектаров — сосна тропическая (P. tropicalis), кубинская и западная.
К самым примечательным соснам Америки относятся болотная, ладанная, вирджинская, колючая сосна и др. Склоны Скалистых гор США в основном покрыты хвойными породами. На восточных
склонах произрастает сосна скрученная (P. contorta), американский кедр (Р. flexilis), на западных склонах с более влажным климатом — сосна горная Веймутова (Р. monticola), сосна желтая (Р. ponderosa). Последняя считается «супердеревом» США. Она увеличивает прирост по диаметру на 4 см каждый год. Они покрывают склоны гор до высоты 2390 м. Моренные склоны южной гряды Скалистых гор с восточной стороны покрыты вековыми древостоями сосны желтой. Западные склоны гор Сьерра-Невада покрыты лесами до высоты 3000 м (сосна кольчатая — P. aristata, американский клен и др.). Здесь же встречается и сосна Ламберта, высотой до 60 м, диаметром до 3,5 м. Выше 3000 м встречаются группы сосен P. balfouriona, местами стелющихся по земле. В гряде Белых гор (Калифорния) на площади 1140 га расположен резерват сосны кольчатой (Р. aristata), достигающей высоты 12 м. Проведенные исследования показали, что эта сосна уникальная — превышает возраст секвойи и достигает 4500 лет. Кольчатая сосна относится к группе пятиигольчатых сосен. Имеет мощную корневую систему и способность к образованию поросли. Она растет в субальпийском климате и характеризуется большой устойчивостью к длительной засухе, перепадам температуры, сильным ветрам и бурям. Произрастает также и в Колорадо, Северной Аризоне и южных штатах. На горных склонах Атлантического побережья Северной Америки произрастают насаждения сосны веймутовой. В Калифорнии же на прибрежных хребтах на высоте 800—900 м над уровнем моря на каменистых склонах и на дне каньонов произрастает сосна Култера и сосна тяжелая. Здесь же (п-ов Монтерей) родина и сосны величественной.
В лесах Монголии, занимающих 15 млн. га земель, на долю сосны приходится 5%, кедра — 7%. Сосна обыкновенная занимает здесь площадь 691,9 тыс. га с запасом 103,5 млн. м3, а кедр сибирский соответственно 1034,6 га и 163,8 млн. м3. В районе Хантейской горной системы сосна обыкновенная произрастает на боровых песках по надлуговым террасам р. Селенги и занимает 1% лесопокрытой площади, а кедр 4%. В Хантейской горной системе сосновые древостой занимают 17%, кедрачи — 21%. Накопление спелых и перестойных сосновых насаждений составляет 61%. Наибольшей продуктивностью отличается сосна. Для сосняков средняя полнота 0,57. Средний класс бонитета сосны 111,4, кедра — IV,8. Средний возраст кедра 161 год.
На Юньнаньском нагорье Китая сосновые леса занимают около 3 млн. га. Наибольшее распространение получила сосна юньнаньская. В увлажненных местах растет сосна Арманда, на межгорных равнинах и по долинам рек встречаются чистые насаждения кедра крупночешуйчатого. В горных вечнозеленых смешанных лесах Южного Китая встречается сосна Массона, а в горах юга бассейна р. Янцзы — сосна китайская и Массона. В естественном состоянии в Центральном Китае растет белокорая, треххвойная сосна Бунге.
В южной части Тибета и на Чинканском плоскогорье сосна гималайская достигает высоты 60 м при диаметре 2 м. Сосновые боры покрывают хребет Чыонгшон, откуда берет начало р. Ароматная (одна из красивейших рек Вьетнама).
На Японских островах сосна произрастает в широколиственных листопадных лесах, сильно расстроенных рубками и эрозией почв. Продуктивными являются только 27% существующих лесных массивов.
На Корейском полуострове наибольшее распространение имеет сосна густоцветная и корейский кедр, занимающие только в КНДР соответственно 30% и 2% территории. Сосна густоцветная вместе с сосной корейской имеют здесь горнозащитное значение, особенно в полосе у Японского моря.
В хвойных лесах Гималаев в трудно доступных районах произрастают гималайская, веймутова и длиннохвойная сосны. Последнему виду, произрастающему на высоте 800—2000 м, грозит исчезновение. Так, в Индии лишь в штате Уттар-Прадеш ежегодно погибает около 35 тыс. деревьев.
В сухих местообитаниях горных вечнозеленых лесов Бирмы, Таиланда и Индонезии имеются чистые древостой из сосен Кхазия и Меркуза.
В. Л. Комаров на Корейском полуострове открыл сосну мавзолейную, или погребальную. Древесина этой сосны очень прочная. На ее коре интересны округлые знаки, похожие на причудливые арабские письмена. В 30-е годы эту сосну привезли в Хабаровский дендрарий. Сейчас эти редкие деревья (30) образуют единственную в СССР «рощу».
Сосна обыкновенная отличается устойчивостью к резким перепадам температур. Поздними весенними заморозками повреждается редко. К влажности воздуха нетребовательна. В молодом возрасте при густом стоянии повреждается навалом снега (снеголом). Особенно сильно страдают сосны основного и подчиненного полога. Сосна меняет форму кроны под действием ветра. Флагообразность кроны обычно появляется на приморских песках. Мало повреждается молнией (14%) (у ели и пихты — 32%). Растет на разных почвах, но лучше развивается на свежих, глубоких, рыхлых песчаных почвах. Встречается и на голых скалах, на известковых обнажениях, на торфяных болотах и солонцах. По данным А. А. Шахова, сосна обыкновенная в условиях Северного Казахстана мирится с содержанием хлора до 0,35—0,38%.
В условиях Наурзумского заповедника экологические формы сосны обыкновенной переносят еще более высокие концентрации хлоридов и сульфатов при плотном остатке 1%.
Д. М. Груздев установил, что в условиях орошаемого лесоразведения в Азербайджане при плотном остатке солей в метровом слое почвы от 0,4 до 0,6% удовлетворительно растет только сосна эльдарская.
Проведенные исследования в девственном лесу, лесопарках и городских посадках показали, что в направлении от леса к городу идет интенсивное уплотнение почв. Увеличение уплотненности почв от леса к городу сопровождается увеличением количества суховершинных деревьев в насаждениях. Так, по данным В. Д. Зеликова и В. Г. Пшонновой в сосновых 70-летних насаждениях лесопарковой зоны г. Пушкино (Московская область), встречается 5—10% суховершинных деревьев, в насаждениях лесопарковой зоны, г. Мытищи — 25—30%, Лосиноостровской дачи около 50%, а в Сокольниках сосна практически выпала полностью. Корневые раскопки в лесопарке МЛТИ показали, что площадь питания 80-летних деревьев равна всего 8—9 м2, а в лесу она составляет 25—30 м2. Сосна начинает испытывать угнетение при объемном весе почв 1,3—1,2 г/см3, когда вся территория лишена лесной подстилки и покрыта злаками; а при объемном весе 0,95—1,05 г/см3 сосна не суховершинит. Липа соответственно суховершинит при объемном весе 1,22—1,45 г/см3 и нет при 0,99—1,04. Для нормальной жизни дерева необходимо, чтобы порозность в верхних слоях была более 60%, но не менее 55% от объема почвы. Для сосновых насаждений суховершинность отмечается при порозности 54,8% от объема почвы и она отсутствует при 62,0—58,0%. В плане рекреационного использования лишайниковых боров следует резко ограничивать, а порой и запрещать в них отдых населения. В процессе исследований Т. В. Малышевой и Поляковой выяснилось, что организация отдыха населения в борах-беломошниках приводит к значительному нарушению и постепенному исчезновению живого напочвенного покрова. На последней стадии деградации сохраняется в основном лишь полия поникшая. Она выдерживает сильное вытаптывание. Фитомасса лишайников снижается с 3,7 до 0,05 т/га, мхов — с 0,3 до 0,08 т/га (в абсолютно сухом состоянии). Рекреационное воздействие на лишайники наиболее губительно в сухую погоду, когда талломы их становятся очень хрупкими, а кроме того, повышается и степень пожарной опасности, Поэтому для целей рекреации более пригодны боры с развитым травяно-моховым покровом.
Лучшие бонитеты сосновых насаждений (производительность) встречаются на почвах высокой порозности.
Проведенные в северном Висконсине (США) работы по изучению взаимоотношений между дневным радиальным ростом красной сосны P. resinosa и природными факторами (дождь, минимальная температура, средняя дневная относительная влажность, максимальный дефицит насыщения за 1 день, минимальная температура за 2 дня, влажность почвы в процентах, время исследования, аутокорреляция) показали, что наиболее важным фактором явился дождь, который влиял на радиальный рост и отражал первостепенное значение клеточного тургора в камбиальной зоне.
Кедр сибирский — порода теневыносливая, очень требовательная к влажности воздуха, а к почве нетребовательная. В горных системах Южной Сибири кедровые массивы собирают и фильтруют 3/4 ежегодного стока воды, которой питаются Обь, Енисей, Лена.
Сосняки относительно устойчивы к засухам. Но часто в степной и лесостепной зоне засухи оказывают отрицательное влияние на 5—20-летнне сосновые посадки. Считается, что сосна в этом возрасте переживает критический период: у нее наблюдается несоответствие между интенсивным охвоением кроны и недостаточностью развития корневых систем. Такое явление наблюдалось в сосновых посадках Бузулукского, Усманского боров, на Охтинской даче под Ленинградом и др.
Сосна выдерживает затопление в течение всего вегетационного периода. При этом отмирает стержневой корень и развивается густая сеть поверхностных корней. Корневая система пластичная; на свежих песках сосна имеет глубокий стержневой корень с хорошо развитыми боковыми корнями; на сухих песках, приспосабливаясь к данным условиям и для лучшего усвоения влаги, сосна также развивает стержневой корень, но позже сильно развиваются боковые, особенно в верхних горизонтах почвы; на болотах корневая система поверхностная. На корнях сосны болотной найдены чечевички, снабжающие воздухом живую ткань коры. Они функционируют, когда болото пересыхает. У кедра корневая система поверхностная.
Обычно на корнях сосны имеется микориза (грибо-корень), гроздевидно — или дихотомически разветвляющаяся. Микориза (микотрофное питание) способствует усвоению органических веществ и солевому питанию растений. При повышенной кислотности почвы развитие микоризы усиливается.
Л. Г. Бурова в сосняках Костромской области обнаружила 57 микоризообразующих макромицетов, причем максимум их приходится на сосняки зеленомошно-кустарничковые (39) и минимум — на сосняки лишайниковые на вершинах холмов и сфагновые (13 и 14 соответственно).
Формирование эктомикоризы у сеянцев P. taeda в питомнике с профумигированной и непрофумигированной почвами, зараженными грибными симбионтами (Pisolithus tinctorius, Thelephora terrestris, Cenococum granjforme), идет по-разному. По данным Маркса и др., на непрофумигированных участках эктомикориза формируется у сеянцев сосны раньше, чем у сеянцев на профумигированных участках. Увеличивается количество выращиваемых сеянцев на 129% и их вес на 59%. В формировании эктомикоризы и стимуляции роста сеянцев наименее эффективным является С. graniforme. Инокуляция P. tinctorius способствует формированию эктомикоризы в 2 раза больше. Количество спор не влияет на количество эктомикоризы.
Уиллис и Коль доказали высокую эффективность влияния гриба Snillus (Boletus) luteus (L. ex. Fries) на разведение и рост Pinus mugo на высоте 1600 м над ур. м. Указанный гриб — основной микоризообразователь для сосен в условиях высокогорий.
Сосна — быстрорастущая порода. Наибольший прирост по высоте в высших бонитетах отмечается в 20—40 лет. Далее он уменьшается, в связи с чем к старости кроны деревьев приобретают куполообразную форму. В тайге и на юге иногда встречаются старые деревья с пирамидальной формой кроны. Эти формы образовались в тайге в порядке естественного отбора под влиянием массы снега, а на юге они рассматриваются как остатки растительности ледникового периода (Усманский бор).
В Калбинских степных сосняках сосны представлены кустарниковыми формами, а Баяно-Каралинские нагорные боры (Казахстан) представляют еще более остепненные и обедненные насаждения.
Скорость роста сосны, как и других пород, зависит от времени суток, сезона, солнечной радиации, от температуры земли, влажности воздуха. Растет сосна только днем. Причем лучше всего утром и вечером. За сутки сосна максимально вырастала в условиях Карелии до 3,5 см, а в толщину в сутки прирост составлял до 80 мкм. Период роста приходится здесь на середину мая — середину июля. Продолжается всего 20 дней. Самый бурный рост в июне. Оживают деревья, в том числе и сосна, в начале марта независимо от погоды. Исследованиями М. Г Семечкиной, Г. И. Яшихина установлено, что для культур сосны и кедра в Краснодарском крае характерны короткий период роста в высоту, быстрое нарастание прироста к концу мая до второй декады июня, а затем резкое его падение. После июльского перерыва прирост ствола по диаметру в августе заканчивается. Образование годичного слоя начинается у сосен с 24 апреля и идет по 26 мая, что объясняется возрастом деревьев и условиями местопроизрастания. Резкий подъем прироста связан с предварительным выпадением осадков не менее 12 мм. В этом отношении особо благоприятными для хвойных, в том числе и сосны, были 1976—1977 гг., в 1978 г. деревья (кроны) как бы все оправились, стали плотными и темнохвойными (Подмосковье).
Кедр сибирский на европейской территории при определенных условиях может давать два годовых прироста.
Сосна обыкновенная и другие виды — порода-пионер, способна заселять открытые пространства, светолюбива. Ее светолюбие способствует образованию смешанных древостоев, так как под ажурным пологом старого соснового древостоя поселяются другие, более теневыносливые породы. Под пологом сосны дуб обычно находит благоприятные условия для своего существования. На ранних стадиях формирования древостоев угнетающего воздействия сосны на дуб и дуба на сосну не наблюдается, их взаимоотношения в целом складываются благоприятно. В суборях взаимоотношения для дуба складываются неблагоприятно, а для сосны благоприятно. В естественных условиях береза оказывает положительное влияние в течение всей жизни на рост сосны и отрицательное влияние в течение первого периода их совместного роста. Примесь березы при значительной густоте лиственных молодняков препятствует распространению соснового вертуна в сосняках и питомниках. Отрицательное же влияние березы состоит в угнетении и охлестывании сосны, когда она преобладает над сосной по высоте. Количество суховершинных и охлестанных сосен достигает 42%. Положительное влияние березы на рост сосны заключается в почвоулучшающей роли березы, превращении грубой подстилки из хвои в мягкий гумус, в улучшении структуры почвы и ее увлажнении.
Чаще всего сосну сменяет береза, а не осина, так как береза по своей природе близка к сосне. Лесоводы часто говорят, что береза является помощником сосны. Сосновые всходы отстают в росте от березовых и осиновых, хотя и не в такой мере, как еловые. Имеет место и смена елью и наоборот. Сосна вследствие своего светолюбия и трудности возобновления под пологом уступает часто место ели, а ель из-за теневыносливости и способности расти под пологом отнимает место у сосны. Смене сосны елью иногда способствуют лесные пожары, когда сосняки занимают возвышенное положение, а ельники — у реки.
Сосновые насаждения в процессе естественного развития, а также под влиянием различных факторов постепенно сменяются еловыми. По данным Б. Н. Прудова, Г А. Чибисова, по Северо-Западному экономическому району СССР с 1927 по 1961 г. площадь сосняков уменьшилась с 40 до 31%, в Архангельской области за 40 лет она сократилась на 10,4%, в Коми АССР — на 11,6%, а площадь ельников соответственно увеличилась на 5 и 6,2%. Практика лесокультурного производства России располагает массой примеров замечательных искусственных смешанных сосново-дубовых, сосново-березовых, сосново-кедровых, елово-сосновых, сосново-лиственничных насаждений. Так, выращивание сосново-еловых культур значительно повышает продуктивность насаждений.
На Западном Урале (Оханский лесхоз) такое смешение дает возможность достигать спелости сосны в 65—70 лет с запасом около 800 м3/га.
Исходя из характера взаимоотношений сосны, дуба, березы, ели и других пород, произрастающих в сложных суборях, целесообразно рекомендовать, например, выращивание сосны и дуба в свежих и влажных разностях с первоначальным соотношением в свежих 60—70%—сосны и 30—40% дуба, во влажных—50—60% сосны и 40—50% дуба.
На Украине имеются субформации грабово-дубово-сосновые, липово-сосновые и буково-сосновые леса (сложные субори).
Сосна обыкновенная отрицательно влияет на вяз обыкновенный, клен ясенелистный, а положительно — на жимолость татарскую, акацию желтую, лиственницу сибирскую, рябину обыкновенную, смородину золотистую. Ясень действует на сосну отрицательно. Береза бородавчатая — положительно. Поэтому при посадках сосны необходимо учитывать указанные взаимоотношения.
Максимальный возраст сосны обыкновенной — 350 лет, но встречаются и 400—580-летние сосны. На острове Валааме (Кижи) произрастает сосна-великан в возрасте 400 лет. Она охраняется законом. Продолжительность жизни кедра сибирского составляет 800 лет. Среди долгожителей сосен указывается две сосны, произрастающие в горах Уайт-Маунтис (США) на высоте 3 тыс. м над ур. м., в возрасте 4500 и 4900 лет. Возраст определен по спилам. Самым старым деревом в мире считается кедр на острове Якусина (Япония). Окружность ствола —16 м, возраст — 7200 лет.
По вопросу оценки продуктивности чистых и смешанных насаждений нет единства взглядов. Вслед за Г. Ф. Морозовым большинство лесоводов высказывалось за преимущество смешанных насаждений. Отмечается их большая устойчивость к энто — и фитовредителям. М. Е. Ткаченко отмечал большую продуктивность смешанных сосново-еловых древостоев по сравнению с чистыми сосновыми. Но, по данным В. П. Корнева и других авторов, запасы чистых сосновых насаждений выше, чем смешанных. Сосново-березовое смешение дает большую производительность древостоя. Чистые сосновые насаждения гораздо меньше отвечают требованиям защитных рекреационных функций леса, чем смешанные. С увеличением возраста насаждений возрастает их защитная рекреационная и курортно-оздоровительная роль. В Болгарии, по данным М. Маринова, для усиления защитно-экологических и рекреационных функций лесных систем планируется на ближайшие годы увеличение лесных площадей и ограничение заготовок древесины в лесах специального, назначения. К ним относятся сообщества горной низкорослой сосны (P. leucodermis) и румелийской сосны у верхней границы леса и больше всего в зонах водоотдачи и водосбора.
Величина фитомассы сосняков в СССР изменяется в зональном плане довольно значительно. В частности увеличивается в восточном направлении, при этом достигая оптимума в Полесье. Так, если фитомасса 100-170-летних сосняков лесотундры составляет 8,5—13,0 т/га, то в 100-летних сосняках Подмосковья она равняется 226,7—428,99 т/га.
Общее содержание годичной надземной биомассы для четырех участков 11-летних сосен Pinus taeda, растущих на плантациях центрального Арканзаса (США), по данным Попе, находилось в пределах 5,99·103—11,17·10 кг/га. Содержание элементов (кг/га): N — 14,06—23,66; Р — 1,54—3,45; К — 6,96—18,43. В среднем сосны содержат 84% надземной растительности биомассы и содержат 76% N, 77% Р и 90% К, связанных с растительной тканью.
Ежегодно с лесным опадом в естественных условиях в сосняках возвращается от 110,2 до 120,1 кг/га чистой золы, 31,2—34,4 азота, 42,С—16,2 кремния, 26,6—31,5 кальция, 2,8—4,9 магния, 2,8—4,1 фосфора, 2,3-2,8 железа, 3,9—4,1 марганца, 7,9—10,4 кг/га калия. За 80 лет (т. е. за один оборот рубки) в сосняках сумма лесного опада превышает запас фитомассы примерно в 2 раза. При рубках ухода в сосняках заготавливают значительные объемы древесной зелени. Согласно ГОСТ 13 797-68 к древесной зелени относятся тонкие (до 6 мм) неодревесневшие охвоенные ветки свежесрубленной сосны. Используют эту зелень преимущественно для производства хвойно-витаминной муки. По данным В. Н. Кислякова, в Белоруссии в 1965 г. было заготовлено 8,3 тыс. т такой муки, в 1975 г. — 29,2 тыс. т, это увеличение шло и далее. Количество древесной зелени, получаемой при рубках ухода за лесом в расчете на 1 м3 столовой древесины, с увеличением возраста древостоев быстро уменьшается. Выход ее в 35-летних сосняках в 5—6 раз, а в 65-летних в 10—12 раз меньше, чем в 15-летних. С ухудшением условий произрастания количество древесной зелени в расчете на 1 м3 стволовой древесины увеличивается. В сосняке вересковом ее можно получить в 1,3—1,5 раза больше, чем в сосняке мшистом, и в 1,6—2,0 раза больше, чем в сосняке кисличниковом. Общее количество древесной зелени, получаемое в культурах сосны с 1 га при регулярном уходе до поступления их в рубку главного пользования, составляет в сосняке кисличниковом 13,8 т/га, мшистом — 11,3 и вересковом — 10,1 т/га.
В целях сбора и переработки древесной зелени сосны рекомендуется собирать сосновые ветви длиной 20—30 см, диаметром в отрубе не менее 8 мм. При переработке древесной зелени из сосновой лапки выходит больше хлорофилло-каротиновой пасты, а из еловой — хвойного экстракта. Из 1 т сосновой лапки получают продукции на 365,63 руб., а из еловой — на 239,43 руб.
При валке сосны разбивается зимой до 33% кроны, летом — до 15%, при трелевке комлем вперед сосна теряет до 40%, а ель — до 25% древесной зелени.
Большое значение для роста сосняков имеет опад в виде лесной подстилки. Ее количество в разных типах леса меняется. Так, если в 50-летнем лишайниково-моховом сосняке количество подстилки в абсолютно сухой массе составляло 13,5 т/га, то в 57-летнем черниково-багульниковом сосняке — 42,6 т/га. Подстилка обладает влажностью и высокой проницаемостью. Она как губка поглощает талую и дождевую воду, оберегая тем самым почву от эрозии и обеспечивая водорегуляцию. Сбор лесной подстилки и опада снижает продуктивность сосняка, а регулярный сбор в сосняке жерднякового возраста снижает его прирост, поэтому следует проводить его не более 1 раза в 15 лет перед рубкой леса как средство воспособления естественному возобновлению. По данным В. Г. Нестерова, ежегодное сгребание лесной подстилки в сосновых борах на п-ове Корея доводит сосну густоцветную и сосну Тунберга до карликовости и уродливости. При улучшении условий для разложения подстилки уменьшается кислотность и увеличивается количество азотистых соединений. Разбрасывание на лесосеках ветвей увеличивает содержание гумусовых и зольных веществ, уменьшает испарение с поверхности почвы и задерживает развитие сорняков. Это мероприятие, проведенное на бедных песчаных почвах, повышает их плодородие. Сучья сосны, уложенные в кучи, полностью разлагаются лишь через 25—27 лет.
«Кустарниковые леса» из кедрового стланника имеют водоохранное значение, они способствуют более равномерному таянию снегов и распределению осадков в лесной подстилке, что выравнивает сток воды по склонам и обеспечивает поддержание равномерного уровня в реках в течение летнего периода.
Почвоулучшающая способность сосны невелика. Хвоя вследствие содержания смолистых веществ трудно разлагается, препятствует аэрации почвы, образует кислый гумус. Сосна меньше других превесных пород нуждается в калии и фосфорной кислоте, а внесение азота вызывает повышение производительности сосняков. Так, в Швеции в молодняки, приспевающие и спелые сосняки систематически вносят удобрения по 250—300 кг/га, в том числе азота 125 кг/га. Увеличение же прироста деревьев идет пропорционально внесению азота только до 200 кг/га. Наибольшее содержание азота в почве сосновых насаждений наблюдается в сосняках-кисличниках: 2,2—2,8 г в органическом веществе почвы, pH 5,0—5,2; в сосняке-верещатнике соответственно 1,5 г и pH 3,6.
Применение азотных удобрений для подкормки лесных насаждений на дренированных (минеральных) и избыточно увлажненных площадях после их осушения может иметь большое практическое значение в решении проблемы повышения продуктивности лесов и сокращения сроков выращивания древесины. Сосна начинает плодоносить на хорошо удобренных почвах уже в 5—10 лет (обычно она плодоносит в 15—20 лет).
На естественно-дренированных почвах для подкормки спелых и приспевающих насаждений в сосняках-черничниках свежих, а также на избыточно увлажненных площадях после их осушения рекомендуется внесение азотных удобрений в дозе 150 кг/га.
Опыты по удобрению сосновых насаждений на бедных песчаных почвах показывают, что применение азотных удобрений в количестве 150 кг/га по действующему веществу способствует увеличению текущего прироста насаждений. Наиболее отзывчивым на удобрения являются крупномерные деревья молодого и среднего возраста. Сочетание внесения удобрений с удалением угнетенных, бесперспективных деревьев позволяет значительно повысить лесоводственную эффективность рубок ухода. Проведение этого мероприятия особенно необходимо в молодых высокополнотных древостоях в период максимальной дифференциации деревьев. В приспевающих и спелых сосняках азотные удобрения служат не только средством увеличения выхода крупных сортиментов древесины, но и способом содействия естественному возобновлению сосны. Так, по истечении двух слабоурожайных лет с момента внесения азотных удобрений в изреженном сосняке на одной из пробных площадей количество самосева сосны составило 3,75 тыс. экз. на 1 га, в то время как на контрольном участке всходов не наблюдалось. Это говорит об усилении плодоношения сосны на удобренных участках. Примечательно, что на третий год после внесения удобрений количество самосева уменьшилось до 2,2 тыс. шт./га. Внесение азотных удобрении (азот 150 кг/га и мочевина 80 кг/га) в 5-летние сосновые культуры в первые годы способствует только увеличению размеров хвои (до 36%) и веса ее (до 77%), а также содержания азота в ней. В последующем происходит повышение текущего прироста по высоте и диаметру. Повторное внесение азота через 5 лет увеличивает прирост в высоту уже в первый год на 36—40%. Поверхностное внесение мочевины на вырубках способствует накоплению минерального азота в корнеобитаемых слоях. Однако в этом случае наблюдается обильное разрастание травянистой растительности, которая снижает эффективность удобрений.
По наблюдениям В. С. Победова, Е. В. Рябухи, Р. И. Шлейниса, Р. В. Скарбалюса, минеральные удобрения в течение первых 2—3 лет оказывают слабое влияние на рост сосны в высоту и по диаметру, а по данным В. С. Шумакова, Н. А. Миронова, внесение даже азота в дозе 40 г/м2 снизило прирост сосны на песчаных почвах в высоту на 24%. Поверхностное внесение азотных удобрений сопровождается бурным разрастанием травянистой растительности. В результате внесения азотных удобрений в Сиверском опытно-показательном лесхозе обеспечивается дополнительная прибавка прироста по запасу.
Через год после внесения аммиачной селитры, содержащей 34% азота, в сосняках-черничниках влажных на осушенных избыточно увлажненных площадях было установлено, что под действием селитры произошло отмирание сфагнума, его вес уменьшился на 10—11%. Размер хвои (длина) увеличился на 31%, сухой вес — на 53%. Через год после внесения N300 содержание азота в хвое увеличилось до 1,59%. При этом выявлено, что концентрация азота в хвое высокопродуктивных древостоев немного выше, чем в низкобонитетных. Под воздействием азотных удобрений средняя величина годичного кольца по сравнению с контролем увеличилась на 25%, а на шестой год влияние удобрений составило 16%, т. е. несколько уменьшилось. При подкормке приспевающих и спелых насаждений в сосняках-черничниках влажных применять двойную дозу азотных удобрений не всегда целесообразно. Таким образом, N150 доза является рентабельной.
В качестве азотного удобрения используется и гранулированный карбамид. Положительному влиянию его в северотаежных лишайниковых борах способствует отсутствие существенной конкуренции со стороны почвенного покрова, который здесь сравнительно беден, представлен преимущественно лишайниками и перехватывает, по-видимому, небольшой объем внесенного азота. В целом внесение карбамида способствует интенсификации роста сосняков, возрастают приросты боковых побегов и хвои, усиливается нарастание коры у корневой шейки, что способствует повышению устойчивости сосняков к низовым пожарам.
При выращивании сосны в полиэтиленовой теплице с использованием в качестве субстрата верхового слаборазложившегося торфа хорошему росту сеянцев способствует содержание в торфе соответственно в первую и во вторую половину вегетационного периода (в среднем по всему слою) 240 и 190 мг Р2O5; 275 и 150 мг К2О в 1 л сухого торфа.
Для поддержания содержания питательных веществ в торфе на указанном уровне требуется внесение простого порошковидного суперфосфата в количестве 0,64 кг Р2O5 и сернокислого калия в количестве 0,64 кг К2O в 1 м2 торфа. Дальнейшее увеличение дозировок фосфорного и калийного удобрений малоэффективно.
При внесении азота в количестве 0,13 кг на 1 м2 торфа складывается напряженный режим азотного питания, что, по-видимому, свидетельствует о возможности улучшения роста сеянцев при увеличении дозы азотного удобрения.
Т. А. Желтикова рассмотрела вопрос о применении минеральных удобрений в орошаемых питомниках и влиянии их на рост однолетних сеянцев сосны крымской и эльдарской на лугово-болотных почвах. Она установила нормы удобрений для этих сеянцев.
Приведенные нормы рекомендуется вносить в несколько сроков:
1) за 4—5 дней перед посевом (30—40 кг N, 30—60 кг Р, 30 кг К);
2) конец мая, то же;
3) конец июня (30—40 кг N и 30 кг К); 4) конец августа (30 кг Р).
Внесение в 10-летние сосновые культуры полного удобрения (N150—P240—К150) повышает урожайность шишек сосны обыкновенной в 1,7 раза. Более эффективно (в 3 раза) внесение удобрений сказывается на бедных почвах.
Минеральные удобрения, кроме усиления цветения, повышают сохранность завязей и увеличивают количество полиозернистых семян. Выход семян из шишек увеличивается на 20—30%. Внесение полного удобрения более эффективно действует на усиление семеноношения.
Удобрения необходимо вносить не реже, чем каждый третий год, ранней весной (после стаивания снега), вразброс по всей площади или под кронами деревьев. Норма принимается дифференцированная. В первые два года после посадки деревьев удобрения не вносятся, так как в стадии приживания саженцев они не оказывают положительного влияния на рост деревьев, а сильно стимулируют рост сорняков.
На первом году после посадки и до 10-летнего возраста прививок применяется норма N60P90K60 кг/га. С 10-летнего возраста количество удобрений увеличивается до N100-150P200-250K100-150 кг/га. На участках с плодородными почвами удобрений нужно вносить меньше, а с бедными — больше.
Наилучшие результаты по стимулированию семеношения сосны достигаются при комплексном внесении полного минерального удобрения (NPК) и внекорневой подкормки микроэлементами (ZN и В). При этом урожайность сосны обыкновенной повышается в 2— 3 раза. Удобрения вносятся ранней весной вразброс, а опрыскивание 0,05%-ным раствором борной кислоты и 0,05%-ным сернокислым цинком проводится спустя неделю после цветения с повторением через месяц.
Воздействия на деревья ретардантом В-9 способствует повышению семеноношения на 32%. Хорошие результаты для стимулирования плодоношения дает формирование крон. Так, деревья с искусственно сформированными кронами плодоносят в 1,5—2,7 раза больше, чем деревья с естественно развитыми кронами. Формированием крон создаются благоприятные условия светового питания деревьев и облегчается сбор шишек.
Среди даров соснового леса съедобные грибы занимают важное место. Использование грибных ресурсов все возрастает и это ставит задачу поисков путей для повышения урожайности грибов. X. X. Сээмен изучал влияние минеральных удобрений на урожайность грибов в средневозрастном сосняке черничниковом. В качестве удобрения использовались NPK (полное), NP — азотнофосфорное, NK—азотно-калийное, РК — фосфорно-калийное. Норма удобрений для всех комбинаций 100 кг/га. Наиболее эффективными оказались полные и фосфорно-калийные. Так, если средний урожай грибов (1972—1977 гг.) был 24 кг/га, то при внесении полного удобрения — 39 кг/га (162%), а при внесении фосфорно-калийного— 40 кг/га (167%). Появление грибов зависит от погодных условий, особенно от осадков и менее от температуры. При этом при внесении полного удобрения урожайность сыроежек увеличивается в 2 раза, а боровиковых (белые, подберезовики и др.) — в 3 раза, урожайность свинуховых повысилась до 142%.
Большого внимания заслуживает изучение использования различных химических соединений в насаждениях, культурах и питомниках сосны. В последнее время в странах Европы, Америки большое внимание уделяется действию на сосну гербицидов, используемых для уничтожения сорной растительности.
При создании лесных культур кедра корейского в Приморском крае на лесосеках для борьбы с нежелательной растительностью широко применяют гербициды 2,4 Д и прометрин. Они оказывают губительное действие на лесную поросль лещины и других кустарников. Отпада же кедра от гербицидов не бывает более 2 лет. Репродуктивная способность пней лиственных пород подавляется в 88%» случаев. Обработку пней лучше всего осуществлять после валки деревьев за год до создания культур. Уменьшение засоренности площадей происходит в основном за счет гибели двудольных травянистых растений и злаков.
Изучение годовых вариаций действия 2,4-Д и 2,4,5-Т на сосну желтую (Pinus ponderosa) показало, что деревья восприимчивы к гербицидам за месяц до начала роста в высоту весной и наиболее восприимчивы в течение активного роста в мае и июне. Восприимчивость к гербицидам быстро уменьшается после образования новых почек в конце июля. Полная устойчивость наступает поздним летом. Устойчивой желтая сосна остается до поздней зимы. В северо-западных лесах на побережье Тихого океана позднее лето является наилучшим сезоном для воздушного применения 2,4-Д или 2,4,5-Т.
Проведенные Савиджем обработки сосны Джефри в восточной Калифорнии гербицидом 2,4,5-Т в целях устранения кустарника рода Ceanothus вызвали изменения в вегетации растений. А последнее привело к дедукции популяций обитающих птиц как по количеству особей, так и видов. Здесь уменьшилось количество оленей, а численность ряда мелких млекопитающих (Eutamias ainoenus) и других увеличилась.
Сосна обыкновенная является одной из чувствительных пород к воздействию фтористых соединений и по точности индикации дымовых загрязнений может быть приравнена к самым чувствительным индикаторам. Содержание фтора в хвое сосны в районах с чистым атмосферным воздухом не превышает 0,001% сухого веса. Первые же признаки повреждения хвои отмечаются при наличии в ней фтора до 0,04% по отношению к сухому весу. В результате загрязнения воздуха фторидами наблюдается снижение прироста по высоте, суховершинность, усыхание боковых побегов, полное пожелтение двухгодичной хвои и бурый налет на стволах сосен.
Для обеспечения оптимального сохранения лесной среды и успешного естественного возобновления большое значение имеет проведение разного рода рубок. Одним из основных лесохозяйственных мероприятий, направленных на повышение продуктивности и улучшение породного состава сосняков с преобладанием лиственных, должны быть рубки ухода, особенно осветления и прочистки. Они регулируют коренной состав насаждений и имеют поэтому лесовосстановительное значение. Рубки ухода в сосновых молодняках юго-востока СССР при недоступных грунтовых водах целесообразно проводить в соответствии с гидрогеологической обстановкой предшествующих лет, поскольку главное назначение таких рубок заключается в повышении засухоустойчивости насаждений. Н. С. Зюзь отмечает, что они не должны планироваться как ежегодные лесохозяйственные мероприятия. Рубка, проводимая непосредственно после засухи, не только не может повышать засухоустойчивость насаждений, но она даже вредна, поскольку ведет к излишнему изреживанню культур, бесполезной затрате труда и средств. Необходимость рубок определяется исходной густотой насаждений. Учитывая, что к концу критического возраста для удовлетворительной влагообеспеченности деревьев необходимо иметь не более 1,0—1,2 тыс. шт/га, к началу рубок, т. е. к 6—8-летнему возрасту, густота должна составлять 3,0—3,5 шт/га. Это позволит провести трехкратную рубку с разовой выборкой 25—30% деревьев. При современной агротехнике культур сосны такое число выборки обеспечивается при густоте посадки 4,5—5,0 тыс. шт/га. Проведение рубок с целью повышения засухоустойчивости должно основываться на детальных почвенных картах и картах лесных культур, на которых надо обозначать классы устойчивости насаждений к засухе.
Для кедрового стланннка в лесохозяйственном поясе должен осуществляться особый режим рубок с учетом возобновительного процесса — вырубка через куст.
В спелой и переспелой части древостоя отбор деревьев в рубку осуществляется с таким расчетом, чтобы после их удаления произошло осветление молодых поколений или улучшение санитарного состояния древостоя. Надо учитывать наиболее целесообразное соотношение возрастных поколений в древостоях лесостепи (молодое поколение по запасу должно составлять 10—15%, средневозрастное — 40—45%, приспевающее — 25—30%, спелое — 15—20% и соответственно изменять интенсивность рубки внутри каждого поколения. В местах, где отсутствует подрост, нельзя изреживать древостой до такой степени, чтобы прямые солнечные лучи достигали лесной подстилки. В этом плане в первую очередь следует изреживать южную часть леса. Если в хозяйстве преобладает молодое и средневозрастное поколения, устанавливается минимальный период повторяемости рубок (5 лет), если преобладают спелые и перестойные — 10 лет. За один прием вырубается 10—15% общего запаса древостоя.
Под влиянием рубок ухода особенно по низовому методу у сосны наблюдается изменение ширины годичных слоев на 0,1—0,2 мм. В большей степени расширение годичных слоев имеет место у деревьев низших ступеней толщины, а с увеличением толщины стволов разница между шириной годичных слоев на площадях с уходом и без ухода постепенно уменьшается. После умеренно интенсивных рубок ухода ширина годичных слоев у сосны увеличивается уже на следующий год после рубки. Прирост же достигает максимума на 2—4-й год, затем постепенно снижается. Влияние рубки на прирост заметно еще на 10-й год после нее.
Рациональным регулированием густоты сосновых древостоев в процессе промежуточного пользования можно получать более крупную древесину. В наиболее распространенных естественных сосняках имеется зависимость хода роста их от густоты. По данным М. Д. Евдокименко, разница в числе стволов между густыми и редкими древостоями в пределах класса бонитета составляет в среднем 30% с некоторым превышением в молодом возрасте и снижением до 26% к старости. Так, например, в Брянском лесном массиве наиболее интенсивный отпад по числу стволов наблюдается в густых древостоях II класса бонитета, где за 70-летний период роста отпало 1327 деревьев. В редких насаждениях того же бонитета отпад составил 788 деревьев. В I классе бонитета убыль составила соответственно 1045 и 735 стволов, поэтому для получения одного и того же запаса древесины в густых древостоях выбирают значительно больше деревьев, чем в редких. В целях хозяйственной целесообразности формирования редких древостоев следует на 1 га 50-летнего древостоя оставлять 800—900 деревьев (I класс бонитета) и 900—1000 деревьев (II класс бонитета). Рубки ухода за сосной особо перспективны в хвойно-лиственных молодняках разнотравной группы типов леса. Для получения здоровых насаждений очень важным моментом является своевременное проведение рубок ухода. Наилучшее соотношение деревьев по классам роста и наибольшая продуктивность хвои наблюдается в насаждениях с первоначальной густотой посадки 4—6 тыс. шт./га. Накопленный опыт по выращиванию культур сосны дает возможность прийти к заключению о необходимости создавать культуры с повышенной густотой при первоначальной посадке с целью устранения дорогих и трудоемких дополнений для быстрого смыкания культур и устранения дорогостоящего ухода за почвой. Несмотря на это, В. И. Рубцов и др. рекомендуют интенсивное изрежнвание молодых культур в лесостепной зоне в 1—2 приема. При этом нельзя останавливаться перед выборкой в эти приемы до 40% общего числа стволов и перед снижением полноты культур до 0,65—0,70. Снижение полноты сосновых культур менее чем до 0,7 резко сокращает эффективность рубок ухода и вызывает излишне частое их повторение. Последнее значительно снижает и эксплуатационный эффект рубок, сильно повышает затраты труда на единицу заготовленной продукции.
Периоды повторяемости рубок ухода постепенно увеличиваются с 5—7 лет в 15—20-летнем возрасте до 10—15 лет в возрасте 50— 60 лет. Рубки ухода должны обязательно заканчиваться за 20 лет до главной рубки, чтобы полнота насаждений восстановилась и насаждение имело максимальный запас древесины.
По мере увеличения возраста деревьев уход за насаждениями должен быть все более умеренным, иначе это приведет к снижению запаса древесины и общей продуктивности насаждений к моменту главной рубки. В возрасте 30—50 лет интенсивность выборки по массе следует снизить до 15%, а периоды повторяемости увеличить до 10—15 лет.
После проведения же постепенных рубок происходит отпад подроста во всех категориях крупности в течение 1—2 лет с момента рубки. Особенно значителен отпад мелкого подроста, в меньшей степени — крупного. Там, где после рубки создаются благоприятные условия, отпад появляется на второй год. При неблагоприятных условиях он начинается раньше. Спустя 3 года после проведения рубки все категории подроста (особенно средней и крупная) не испытывают отрицательного влияния климатических факторов.
Что касается кедра, то за ним наиболее перспективны рубки ухода, так как на гарях и вырубках имеет место массовая смена кедра лиственными породами. Уход за кедром следует проводить с учетом перспектив комплексного прижизненного использования кедровников района и направлять работы в первую очередь на формирование специализированных орехоносных плантаций. Хотя в кедрачах у нас ежегодно заготавливается более 7 млн. м3 этой ценной древесины.
Важным моментом для назначения сосняков в рубку является возраст количественной спелости. Он наступает в период, когда средний объемный прирост, достигая максимума по своему размеру, становится равным текущему объемному приросту дерева. Возраст, например, количественной спелости средних деревьев в сосняках II класса бонитета равен 135 годам. Средний прирост в это время составляет 5,52 м3/га в год, а текущий прирост 5,46 м3/га в год.
Естественная спелость в сосняках наступает в 300—350 лет. В этом плане определенный интерес представляет и то, что уже в 1703 г. Петр I издал указ, запрещающий рубить по берегам рек сосны толще 12 вершков, т. е. 53,3 см. Возраст этих сосен был более 200 лет.
Максимум выхода крупных сортиментов (I класс бонитета) в абсолютных единицах имеется в 130-летнем насаждении. Это составляет из общего текущего прироста 1,47 м3 или 27%. К 140 годам абсолютный выход сортиментов I класса бонитета снижается до 1,2 м3. Общепринятые возрасты количественной спелости леса для сосны европейской части СССР ранее были занижены и составляли 60—80 лет, вновь исчисленные— 130—140 лет. Принятые же оптимальные возрасты главного пользования для сосны европейской части СССР составляют 71—90 лет, а для Среднего Урала 81—100 лет. При рубках в этом возрасте теряется большая часть прироста древесины.
Огромный вред соснякам наносят условно-сплошные рубки. После них остаются малопродуктивные насаждения. Они отрицательно сказываются на возобновлении полноценного будущего леса. В Сибири практикуется (почти 20 лет) метод разработки лесосек узкими лентами, который предельно щадит молодые деревья.
На возрастную динамику запасов стволовой древесины оказывают влияние особенности в изменении полноты насаждения. Наименьшие запасы стволовой древесины имеют густые сосновые насаждения II бонитета, наибольшие — редкие I бонитета.
В пределах класса бонитета обнаруживается тенденция к небольшому увеличению запасов в редких древостоях (в 50 лет до 4— 7%), в старшем возрасте эта разница еще меньше. Размеры фактического текущего прироста зависят от густоты насаждения. В средневозрастных редких древостоях текущий прирост на 9% выше, чем в густых. С возрастом эта разница сглаживается. Чтобы получить один и тот же запас древесины, в густых древостоях выбирают значительно больше деревьев, чем в средних. В этом отношении для хозяйственных целей формирование редких древостоев следует проводить с оставлением на 1 га к 50-летнему возрасту 800—900 деревьев I бонитета и 900—1000 II бонитета.
Возобновление сосняков разных типов вырубок и гарей весьма различается. Для получения хорошего самосева большое значение имеют рубки, состояние почвенного покрова, почвы и др. Т. В. Малышева проводила исследования условий, благоприятствующих появлению и росту подроста под пологом сосняка-черничника борового типа (зеленомошниковый) в Рыбинском леспромхозе Ярославской области. Она установила, что в сосняках борового типа для получения устойчивого самосева сосен постепенные рубки не обязательны. Такой самосев хорошо развивается на площадях после сплошных рубок, особенно если провести некоторое содействие возобновлению (нарушение подстилки, сдирание мохового покрова). Состояние самосева в этом случае намного лучше, чем под пологом высокополнотных сосняков. Возобновление сосны в зеленомошниковых и багульниковых типах светлохвойного таежного леса проходит вполне успешно, а период возобновления не превышает 10 лет. На вырубках же разнотравных сосняков оно затруднено и здесь в ряде случаев необходимы культуры.
Формирование молодняков на вырубках в Мурманской области может идти различными путями в пределах одного типа леса и одного типа вырубки. Во всех типах сосняков наиболее продуктивными оказываются молодые древостой сосны, возникающие на пирогенных вырубках, обеспеченных семенниками. Молодняки искусственного происхождения по продуктивности повсеместно уступают этим древостоям, но по многим показателям превосходят древостой, формирующиеся на таких же вырубках, но не обеспеченных семенниками.
Лесовосстановление вырубок сосновых типов леса (лишайниковой и мшистой групп) в Томь-Обском междуречье естественным путем идет успешно. Восстановление материнской породой вырубок сосняков лишайниковых, мшистых, бруснично-мшистых и черничниково-мшистых свежих идет без смены пород. В сосняке-черничнике этот процесс затягивается и может зависеть от ряда косвенных причин и стихийных бедствий.
Для сокращения сроков восстановления главной породой площадей, пройденных сплошной рубкой, в сосняках лишайниковой и мшистой групп А. Н. Дорохин предлагает ряд мероприятий, часть из которых может быть использована и в других районах: рубки главного пользования осуществлять по технологии, предусматривающей максимальное сохранение подроста; при отсутствии подроста под пологом древостоя перед урожайными годами создавать плужные борозды, что способствует появлению большого количества самосева как в свежих бороздах, так и на отвалах; для последующего возобновления сосны на вырубках оставлять семенные группы из лучших деревьев (если не было предварительной минерализации, необходимо провести ее на свежих вырубках в объеме 25%, на вырубках 2—3-летней давности — 30— 35%); для создания хороших условий плодоношения в семенных группах и отдельных семенниках предварительно осуществлять отбор семенников и семенных групп путем изреживания древостоя вокруг них до главной рубки (до полноты 0,6—0,7); формировать у семенных деревьев хорошо развитую семеноносящую крону; в черничниково-мшистом сосняке, где подроста сосны недостаточно, стимулировать его появление путем минерализации почвы (30—35%) под пологом леса за 3—4 года до рубки с уборкой подлесочных пород; на вырубках этого же типа леса при отсутствии хвойного подроста проводить огневую минерализацию почвы при создании путем опахивания участков защиты для семенных групп и отдельных семенников; глубокую минерализацию следует проводить с конца лета до глубокой осени. В брусничниковых сосняках благоприятствует возобновлению сосны брусника, так как отмечено, что в определенных условиях брусника препятствует поселению под ее покровом лиственных пород. Этим, видимо, и можно объяснить восстановление сосновых брусничников материнской породой с незначительной примесью березы, а также их высокую полноту (0,9-1,2).
В сосняках юго-западного Приангарья на сплошных вырубках успешно возобновляются участки вырубок шириной 125 м (реже 150 м), примыкающие к стене леса с подветренной стороны и до 70—75 м с наветренной. Исходя из этого, рекомендуется делать ширину между семенными полосами не более 225 м, располагая их поперек господствующих ветров. Имеются указания, что из-за более высоких скоростей ветра в Сибири семена разносятся от семенников дальше, чем в Европе. Из-за этого Г В. Крылов считает возможным делать расстояния между семенными куртинами от 250 до 500 м.
Для восточных Саян П. М. Ермоленко указывает, что вопрос выбора и целесообразности оставления того или иного вида обсеменителей сплошных вырубок зависит от учета орографии местности, направления и силы ветра и др. Так, на выветренных северо-западных и западных склонах, где скорости ветров могут достигать значительных величин, оставление семенников не имеет смысла из-за опасности ветровала. На склонах логов и долин, врезанных в хребты с подветренной стороны, где в переносе семян участвуют в основном долинные ветры и меньше опасность вывала деревьев, вполне оправданным будет оставление единичных или групповых семенников с равномерным размещением по площади вырубок.
В сосняках черничниковых западной зоны БАМа при отсутствии пожаров более 30 лет обычно наблюдается тенденция смены сосны кедром и другими темнохвойными. При давности пожаров менее 30 лет в подросте преобладает сосна. Из подроста, возникшего на гарях в Марийской АССР, за исключением сосняка лишайникового и части площадей в сосняке брусничниковом, формируются высокополнотные сосново-лиственные и лиственно-сосновые насаждения. Успешное естественное возобновление сосны в спелых и приспевающих сосняках черничниковых, долгомошниковых и на части площадей сосняков брусничниковых, по данным К. К. Калинина и др., происходит только в насаждениях, пройденных устойчивыми или средней силы низовыми пожарами. В сосняках сфагновых возобновление достаточное при всех видах пожаров. В связи с намечающейся здесь на большинстве участков сменой пород необходимо проведение лесоводственных мер ухода за составом в первую очередь в сосняках черничниковых и долгомошниковых, где уже началось смыкание полога лиственного подроста. В сосняках брусничниковых, особенно пройденных верховыми пожарами, естественное возобновление затруднено и здесь следует ориентироваться на создание лесных культур.
Возобновление леса на заболоченных площадях можно обеспечить как естественным, так и искусственным путем. При проведении лесовосстановительных работ следует учитывать неблагоприятные факторы среды, обусловленные избыточным увлажнением. Данные исследований Н. А. Недвецкого показывают, что на безлесных, заболоченных участках с плотной дерниной содействие естественному возобновлению путем сплошной минерализации почвы обеспечивает хороший лесоводственный эффект. Поэтому наряду с искусственным облесением заболоченных лесных площадей при наличии вблизи источников обсеменения можно ориентироваться и на естественное возобновление, которое является более экономичным.
В болотных лесных фитоценозах под влиянием осушения изменяются закономерности накопления органической массы, ее количество и структурное сложение. Наиболее значительные фитоценобиометрические изменения происходят на участках олиготрофных и мезотрофных болот. Древесный ярус сосняков, сформировавшихся на осушенных олиготрофных болотах, продуцирует органической массы в 4—5 раз больше, чем на таких же, но неосушенных болотах. В неосушенных сосняках годичный прирост стволовой древесины в зависимости от возраста насаждения составляет 0,4—0,9 т/га, или 9—15%, а прирост болотной растительности — 56—70% общего прироста фитомассы. В осушенных сосняках прирост древесины равен 2,2— 3,7 т/га, или 34—39%, а прирост растительности в напочвенном покрове (лесной растительности) — 0,4—1,5 т/га, или 6—18% общего прироста фитомассы. В лесных фитоценозах на осушенных торфяных почвах основную долю органической массы накапливает древесный ярус.
Сосново-еловые насаждения, созданные на осушенных участках мезотрофных и мезоевтрофных болот, могут быть не только источником деловой древесины и другого сырья, но и естественным регулятором водного режима торфяных почв.
В условиях Литвы осоко-сфагновые сосняки, осушенные в 20— 50-летнем возрасте, дают дополнительный прирост 7—8 м3/га в год. В сосняках багульниковых, осушенных в том же возрасте, дополнительный прирост составляет 4,0—4,7 м3/га в год, в долгомошниковых и осоково-вейниковых — 3,0—3,6 м3/га. При повышении темпов роста неосушенных сосновых насаждений эффективность осушения снижается. Рост сосняков брусничниковых и кисличниковых, произрастающих на суходолах, прилегающих к осушенным болотам, не изменяется. На объектах, где преобладают влажные минеральные почвы, целесообразным может быть только поверхностное осушение мелкими (глубиной до 50 см) канавами, вырытыми в местах естественного стока воды.
Мелиорация в сфагновом сосняке (Горьковская обл.) увеличила годичный прирост деревьев по диаметру с 2 до 7 мм, а по высоте с 9,7 до 46,1 см. В 80-летнем осоково-сфагновом сосняке (Рязанская область) прирост возрос соответственно с 1,7 до 5,0 мм, и с 8 до 26 см, а запас древесины с 2,1 до 6,8 м3/га в год.
Что касается кедра сибирского, то он естественным путем возобновляется в различных условиях слабо и медленно. Возобновление кедровых насаждений в Сибири тесно связано с кедровкой, или ореховкой. Особое место занимает развитие подроста кедра в шелкопрядниках. Изучение Л. Н. Товкачом лесовозобновления в Большеглубоковском (Иркутская область) шелкопряднике (1938—1951 гг.) показало, что текущий среднепериодический прирост в высоту за последнее пятилетие в 2,4 раза больше, чем на контроле в здоровых кедрачах.
Гибель древостоя в шелкопряднике благоприятно сказалась на жизнеспособности подроста и последующего возобновления. Однако при плохих лесорастительных условиях, небольшой величине и стабильности текущего прироста подроста в высоту становление древостоя будет длительным и смыкание крон произойдет не ранее, чем через 40—60 лет после затухания вспышки массового размножения сибирского шелкопряда. Кроме того, при возможности естественного отпада и уменьшении попадания семян в почву в последние годы существует опасность того, что без вмешательства лесоводов на шелкопряднике сформируется низкополнотное насаждение.