По результатам имеющихся научных описаний фаз роста и развития лесных культур и практического их использования, а также многолетних исследований авторов данной книги выделено девять основных (коренных) фаз роста и развития культур хвойных пород.
Фаза приживания. После выкопки в лесном питомнике, перевозки, временной прикопки и посадки на лесокультурную площадь растения оказываются в совершенно новой для них экологической обстановке, при этом неизбежны механическое травмирование, обсыхание и загибание корней. В процессе адаптации часть растений погибает, для остальных наступает временное торможение ростовых процессов, что легко может быть зафиксировано замерами текущего прироста по диаметру и в высоту. В. И. Рубцовым отмечено, что лучшая приживаемость свойственна более густым посадкам.
При установлении длительности фазы приживания в 3 года исходили из того, что если окончанием ее считать период, когда текущий прирост в высоту становится равным или большим, чем в конце пребывания в питомнике, то торможение роста (послепосадочный «шок») при посадке 2-летних сеянцев ели составляет год, 4—7-летних саженцев — 1—3, 3—5-летних сеянцев — 2—5 лет в зависимости от вида обработки почвы и экологических условий в посадочных местах. Важнейшие лесохозяйственные работы — дополнения и агротехнические уходы. Последние тесно зависят от зонально-типологических условий и особенно необходимы в засушливых условиях юга и юго-востока РСФСР.
Фаза индивидуального роста (предшествует смыканию). На всем ее протяжении растения не соприкасаются ни корнями, ни кронами, т. е. растут обособленно друг от друга, интенсивно наращивают темпы роста и наземной, и подземной частей, одинаково успешно увеличивают свой жизненный потенциал по высоте и объему стволика; при достижении его величины 1,0 данную фазу можно считать завершенной в большинстве случаев к 10 годам.
Согласно исследованиям Е. Л. Маслакова, начальная скорость роста деревьев в рассматриваемой фазе тесно коррелирует с данным показателем и в последующем. Главным образом в это время определяются деревья будущего — лидеры, рождаются основные структурные элементы насаждения, определяющие его организацию и продуктивность, следовательно, оно должно стать эпицентром хозяйственной деятельности в процессе воспроизводства леса.
Длительность фазы индивидуального роста четко предопределяется густотой посадки, ибо в густых раньше начинается смыкание крон. В плантационных культурах она должна быть увеличена, чтобы осуществить принцип достижения максимального прироста в высоту и по диаметру большего количества стволов. Лучший путь для этого — редкая посадка деревьев и соответствующее увеличение времени свободного их стояния.
Особенно важна фаза индивидуального роста в засушливых условиях юга и юго-востока страны. Здесь при уходе за почвой надо применять приемы влагонакопления («сухой» полив). Разновозрастность в определенной мере заменяется большей первоначальной густотой, которая имеет место в естественных молодняках и обеспечивает высокую их засухоустойчивость. Необходимы также мероприятия по предупреждению возникновения поселений соснового подкорного клопа, особенно сильно поражающего изреженные культуры сосны. В засушливых условиях в качестве лесоводственно-профилактического способа повышения устойчивости культур против него рекомендуется выращивать рано смыкающиеся густые насаждения, заклыдываемые широкими полосами.
Фаза смыкания. Одна из важнейших в жизни искусственно выращиваемых деревьев, ибо в процессе ее перестраивается интенсивность ростовых процессов в зависимости от условий внутренней среды образующегося ценоза, формируется лесная среда. Длительность зависит от густоты посадки. Смыкание происходит как бы в два этапа: сначала в ряду, затем между рядами. Началом следует считать притупление прироста в высоту и по диаметру, окончанием — его увеличение.
Фаза чащи. Характеризуется полным смыканием искусственных молодняков и началом отмирания нижних сучьев. Смыкание указывает, что растения приспособились к почве и микроклимату, вынесли свои вершины из сферы заморозков и сильных повреждений высокими температурами, пора заболеваний детского возраста миновала, травянистая, особенно злаковая, растительность уже не угрожает существованию новой генерации насаждения. Поэтому М. Е. Ткаченко момент смыкания молодняков и образования «чащи» принимал за окончание процесса возобновления леса. Здесь уже создается соответствующая напряженность, порождаемая внутривидовой борьбой. Окончанием фазы служит достижение максимума жизненного потенциала по высоте; большое внимание следует уделять рубкам ухода по регулированию густоты древостоя.
Фаза жердняка. В силу густого стояния стволы снизу очищаются от ветвей и формируют поднятую крону, приобретают вид жердей, происходит их накопление и максимальный выход как сортимента. В строении древостоя особенно четко проявляется неоднопородность, выражающаяся сильной дифференциацией совокупности деревьев по разрядам классов Крафта. Наступает кульминация напряженности, вызванная апогеем внутривидовой борьбы за жизненное пространство. В результате при запаздывании с рубками ухода возможно возникновение так называемого «критического возраста», когда потребность индивидов во влаге и зольных веществах почвы достигает максимума при ограниченных условиях жизненного пространства. Наблюдается диспропорция между мощным развитием надземной части и отставанием корневых систем, что может привести к механической и физиологической неустойчивости культур при неблагоприятных условиях среды. Такие последствия чаще всего выражаются в виде снеговала и снеголома, возникновении и быстром распространении очагов корневой губки, соснового подкорного клопа, что может привести к полному расстройству хвойных культур.
Заключительной стадией фазы является интенсивный отпад части деревьев, т. е. происходит как бы сброс напряженности искусственного древостоя; окончание ее может фиксироваться значением жизненного потенциала по объему ствола, большим 2,0, что происходит примерно в 25—30-летнем возрасте.
В южных регионах (лесостепная и степная зоны) для фазы жердняка почти всегда свойствен «критический возраст», теория которого выдвинута Г. Н. Высоцким. Согласно этой теории, степные насаждения неминуемо начинают усыхать, не достигнув взрослого состояния, и их следует вырубать в 30 лет (не позднее 40), что объясняется кризисом, переживаемым культурным лесом в фазе жердняка из-за наибольшей массы сучьев и листвы (по сравнению со спелым лесом превышение последней может быть > 2 раз). Причем в условиях недостатка влаги начинаются завядание деревьев и сильное размножение паразитов, особенно насекомых, пожирающих подвядающую листву или протачивающих малосочный камбий и тем самым ускоряющих вымирание или усыхание насаждений.
В качестве профилактических мер для предупреждения нежелательных явлений «критического» возраста необходимо применять глубокую плантажную вспашку почвы, насаждения закладывать густыми с элементами древесно-теневого и древесно-кустарникового типов смешения, в дальнейшем при уходе стремиться осуществлять приемы влагонакопления и регулирования густоты.
Фаза формирования стволов. Начало ее характеризуется завершением отпада (особенно сильного в перегущенных насаждениях) и интенсивным накоплением запаса древесины, что происходит благодаря активной деятельности камбия по всей образующей ствола, завершение совпадает с ослаблением роста в высоту, сильным очищением от сучьев, окончанием этапа рекапитуляции согласно значению жизненного потенциала по высоте. Оптимум полноты для успешного прохождения ранней фазы у культур сосны 0,7—0,8, ели 0,8—0,9.
Фаза приспевания. В целях оптимизации роста искусственного насаждения особо важное значение приобретает густота стояния. Начало фазы совпадает с уменьшением жизненного потенциала по высоте до 1,0, завершение — с уменьшением его по объему ствола до 2,0.
Фаза спелости. Наступает с возраста 60 лет и характеризуется прогрессирующим падением значений жизненных потенциалов. Для хвойных характерны хорошая урожайность шишек и высокое качество семян.
Фаза распада. Отпад по массе превышает прирост стволовой древесины. Как правило, лесная растительность не исчезает, протекает естественный возобновительный процесс либо от лесокультурной породы, либо в результате сукцессионного процесса посредством смены пород. В первом случае формируются однопородные условно-разновозрастные и разновозрастные насаждения, где упрочивается ценотическое положение древесной породы, являвшейся ранее главной; в втором — можно наблюдать четкую смену пород: в зависимости от лесорастительной зоны и типа условий произрастания возможны самые разнообразные результаты сукцессий — сосна может смениться елью, ель — березой либо лещиной и т. д.
В ходе фазы распада искусственных насаждений велика вероятность образования различного рода прогалин и окон в местах элиминации древесной растительности. Нередко эти локальные площади задерновываются на неопределенное время. Естественно, что в лесах первой группы, особенно в лесопарковых хозчастях, необходимо их облесять созданием частичных культур ландшафтного характера.
Ландшафтные посадки создаются чистыми и смешанными биогруппами с кустарником или без него, полузакрытыми или полуоткрытыми. В составе смешанных биогрупп могут участвовать разные древесные породы (в том числе главная — 50% состава, сопутствующие или выполняющие контрастную функцию — 10—20% и кустарники в качестве почвоулучшителей — 20—30 %).
Величина и форма групп зависят от характера и назначения участка. Число деревьев в группе колеблется от 3 до 40. Ассортимент пород определяется в соответствии с зонально-типологическими условиями, назначением и составом посадок, состоянием окружающей среды. Число посадочных мест принимают исходя из характеристики лесокультурной площади и назначения формируемого насаждения. Например, при формировании полуоткрытого для древесных пород число посадочных мест на 1 га может колебаться от 300 до 750, для кустарников — от 150 до 750. Закладывая биогруппы, осуществляют сближенную посадку компонентных пород — главных, сопутствующих, кустарников.
В природе искусственного леса границы фаз роста и развития, а равно и их длительность очень динамичны и зависят от целого ряда внешних и внутренних факторов. Последние можно сгруппировать в биологические, зонально-типологические, лесокультурные, лесохозяйственные. Биологические складываются из биоэкологических особенностей каждой хвойной породы, зонально-типологические являются отражением конкретных природных условий.
Для искусственных насаждений весьма обширна группа лесокультурных факторов: способы обработки почвы, методы и способы производства лесокультур, вид и возраст посадочного материала, наконец, густота культур. Из лесоводственных наиболее весом и значителен фактор рубок ухода. Сама природа искусственных насаждений требует срочной разработки специальных способов и приемов.