Планирование и проведение хозяйственных мероприятий основываются на изучении передового опыта по выращиванию биологически устойчивых и продуктивных насаждений.
Лесные культуры изучают в фазе индивидуального роста и после смыкания крон путем закладки пробных площадей. Во всех случаях участки лесных культур, подлежащие исследованию, должны быть осмотрены с целью установления их состояния и детально описаны. При описании указывают лесорастительные условия, способ подготовки почвы, схему смешения пород и размещения посадочных мест, плотность заселения и состав травянистой растительности. В частичных культурах, кроме того, описывают особенности размещения самосева и подроста, их состав и глазомерно устанавливают их среднюю высоту.
Для оценки состояния культур в фазе индивидуального роста в характерных местах закладывают учетную площадку с таким расчетом, чтобы на ней было не менее 200—250 саженцев (сеянцев) главной породы. По форме она может быть в виде прямоугольника или ленты, вытянутой вдоль длинной стороны участка культур. На каждой учетной площадке должно быть не менее 4 рядов главной породы и не менее одного цикла схемы смешения.
На учетных площадках проводят сплошной перечет деревьев по породам для определения их сохранности (количество сохранившихся саженцев определяют в процентах от высаженных). У каждого десятого саженца замеряют высоту, прирост по высоте за последний год и площадь проекции кроны.
При исследовании культур после смыкания крон определяются биологическая устойчивость и продуктивность искусственных насаждений, интенсивность роста и дифференциация деревьев, формирование стволов и очищение от сучьев, взаимодействие древесных пород и другие стороны жизни древесных растений и насаждений. В пробную площадь при таком изучении должны быть включены все циклы смешения. От пашни, полян, водоемов и границ других угодий пробные площади следует располагать не ближе чем на 2—3 высоты деревьев в насаждениях жерднякового возраста и одной высоты деревьев — в средневозрастных, приспевающих и спелых насаждениях. Длинная сторона пробной площади располагается вдоль рядов. Пробная площадь должна быть ограничена визирами и привязана к квартальной сети. На каждой пробной площади необходимо иметь не менее 200 деревьев изучаемой породы.
На пробных площадях производят сплошной пересчет деревьев по ярусам. По товарной ценности различают деловые, полуделовые и дровяные деревья. После сплошного перечета определяют высоту деревьев каждой породы независимо от доли ее участия в составе. Высоту определяют по ярусам у типичных 10—15 деревьев различной толщины. Высоту центральных ступеней толщины измеряют у 2—3 деревьев. Результаты измерений записывают в ведомость и сразу на пробной площади строят график высот для каждой породы отдельно. Если на графике нельзя провести кривую по имеющимся точкам, то дополнительно определяют высоту еще у нескольких деревьев. Для пород, которые встречаются в насаждениях единично, определяют высоту лишь у 3—5 деревьев центральных ступеней толщины.
Средний диаметр определяется по ярусам для каждой древесной породы через среднюю площадь сечения, а средняя высота — по графику высот.
Для изучения особенностей роста по высоте, диаметру и объему желательно взять 1—3 средних модельных дерева каждой породы, входящих в состав изучаемых насаждений. Среднее модельное дерево определяется по среднему диаметру и средней высоте. У срубленных деревьев определяют расстояние от корневой шейки до первой мертвой и живой веток, общую длину. Кольца вырезают у корневой шейки и на высоте 1; 1,3 и 3 м и далее через каждые 2 м. Для изучения хода роста деревьев по диаметру, высоте и объему на вырезанных кольцах определяют диаметр за каждые 3—5 лег (у молодых деревьев) и 10 лет (у деревьев среднего возраста).
Определение отдельных фаз развития экзотов поможет установить районы для использования их в искусственных насаждениях.
Значительное количество питательных веществ, поглощенных корнями деревьев, возвращается с опадом в почву. Опад в лесу практически является естественным органическим удобрением, богатым всеми элементами в количествах и соотношениях, близких к тем, которые необходимы для древесных растений. Кроме обогащения почвы питательными веществами, органический опад выполняет роль мульчи. Запас его можно определить в любое время года. Лучшим сроком для этого является весна (после таяния снега), середина лета, осень (до и после листопада). Запас органического опада определяется путем сбора его на 10 учетных площадках площадью 1 м2, заложенных в шахматном порядке на пробных площадях. После взвешивания в лесу собранную подстилку разбирают на фракции.
При исследовании культур изучают также распространение скелетных и физиологически активных корней. При раскопке скелетных корней можно получить ясное представление о размещении и строении всей корневой системы или ее части в зависимости от свойств почвы, происхождения и состава насаждения, а в искусственных насаждениях — и агротехники их закладки.
Распространение скелетных корней лучше изучать на среднем в насаждении дереве. При изучении взаимовлияния пород в смешанных насаждениях надо выбирать два рядом расположенные в одном ряду или в смежных дерева разных пород, имеющие одинаковые размеры. У опытных деревьев измеряют диаметр ствола на высоте груди и у корневой шейки, определяют площадь проекции кроны и наносят ее в масштабе на план (удобнее на миллиметровую бумагу), после этого оголяют все проводящие корни. Обнаженные корни по возможности фотографируют.
Чтобы изучить распространение мелких физиологически активных корней, закладывают почвенный шурф размером 0,5X0,5 м и глубиной 2 м. В чистых насаждениях шурф закладывают около средних или близких к ним деревьев, а в смешанных — между деревьями тех видов, взаимодействие которых будет изучаться. Шурф следует располагать так, чтобы с обеих сторон на расстоянии 2—2,5 м от него были одинаковые по размеру (диаметру, высоте, развитию кроны) деревья изучаемых видов. На месте будущего шурфа и вокруг него убирают растения и подстилку. Затем копают почвенную яму со ступеньками. Противоположная к ступенькам стенка почвенной ямы делается отвесной и должна проходить по границе будущего шурфа. Корни изучают по слоям 0—10; 10—25; 25—40; 40—60; 60—80; 80—100; 100—125 см и дальше через каждые 25 см до глубины 2 м. Толщина слоя зависит от целей изучения. Из выброшенной из шурфа на заранее подготовленную площадку (брезент, клеенку, плотную бумагу и др.) почвы тщательно вручную выбирают корни и с этикеткой заворачивают их в бумагу или укладывают в мешочки. В лаборатории корни отмывают от частиц почвы, разделяют по видам растений, расформировывают на фракции по толщине до 2 мм и больше 2 мм, высушивают до воздушно сухого состояния и взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г. Полученные результаты систематизируют в таблицах или переносят на графики.
По внешним признакам и дендрометрическим показателям не всегда можно определить состояние древесных растений. Чтобы иметь более полное представление о растениях, необходимо изучить сущность хотя бы основных физиологических процессов (транспирации, дыхания, фотосинтеза, оводненности листьев и др.), связанные с их жизнью. Методика изучения физиологических процессов приводится в специальной литературе.