В большинстве работ, посвященных проблеме ветровалов, единичные, групповые и массовые вывалы деревьев и насаждений рассматриваются как неотъемлемая часть лесообразовательного процесса, способствующая формированию разновозрастных древостоев и поддержанию устойчивого динамического равновесия биоценозов (Васенев, Таргульян, 1995).
Внимание лесоводов привлекали прежде всего массовые ветровалы, которые, с одной стороны, значительно ухудшали текущее состояние лесного фонда, с другой — создавали условия для обновления лесов. При этом изучались причины и характеристики вывала деревьев и определялись лесохозяйственные мероприятия, направленные на повышение ветроустойчивости насаждений.
В период активного освоения лесных территорий и широкого внедрения в практику лесного хозяйства выборочных рубок вывалы деревьев часто связывали с нарушением технологии их проведения и изменением структуры насаждений. Изреживание древостоев способствовало увеличению объема крон и скорости ветра в лесу (Гулисашвили, 1956), что снижало их ветроустойчивость. Известно также, что ветроустойчивость деревьев и древостоев зависит от почвенно-гидрологических факторов (Скворцова, Уланова, Басевич, 1983), состава (Крогертас, 1976) и возраста насаждений (Белов, 1976).
По имеющимся данным (Парамонов, 1992), при несплошных рубках в кедровых насаждениях Горного Алтая (Телецкое опытное лесное хозяйство) с увеличением интенсивности выборки запаса древесины с 25 до 65% количество вываливаемых деревьев кедра возрастало с 11 до 50%. Оставшиеся экземпляры представляли собой прогрессивно разрушающуюся редину. При этом оказалось, что более всего подвержены ветровалу деревья с узкоцилиндрическими кронами, менее — с канделябровидными, что, видимо, обусловлено более слабым развитием корневых систем в первом случае по сравнению со вторым. При выборке до 40% запаса древесины вывал узкокронных деревьев составил 86% от общего количества упавших, при большем размере выборки (50-60%), который недопустим, — 90%. Следует сказать, что все кедровые насаждения в прителецкой тайге Горного Алтая (на территории известного «Кедрограда»), пройденные так называемыми постепенными рубками (Титов, 1971) с большим процентом первоначальной выборки (более 70%), в скором времени вывалились.
Ветровалы в Горном Алтае, как, впрочем, и в других горных районах Южной Сибири, повторяются примерно через 10-15 лет, но всегда неожиданны и катастрофичны. Особо выделяются по своим последствиям прошедшие 22-24 мая 1996 г.
Проведенная летом 1997 г. и повторенная в 1999 г. инвентаризация подвергнувшихся ветровалу древостоев в Телецком опытном лесном хозяйстве (урочище Кочеш в Пыжинской тайге) показала, что независимо от времени проведения здесь рубок ухода с целью улучшения плодоношения кедра (Воробьев, 1983) и при их отсутствии в насаждениях вывалилось от 7,1 до 19,4% деревьев, в том числе кедра — от 2,3 до 18,3%. По запасу вывалы составили соответственно 2,1-21,8 и 1,9-21,5%.
Более детально ветроустойчивость деревьев изучалась в кв. 118 этого же урочища. Состав пройденного выборочной рубкой насаждения — 8К1Е1П, возраст основного элемента леса — 200 лет, класс бонитета — II, полнота — 0,6, запас — 340 м3/га, в том числе кедра — 270 м3/га. Тип леса — кедровник зеленомошный. Почвенный покров представлен преимущественно бурыми оподзоленными почвами с достаточно большой мощностью (до 1 м) почвенного профиля, тяжелосуглинистым гранулометрическим составом и незначительной щебнистостью. Рыхлое сложение. Достаточно хорошая агрегированность почв при невысокой гумусированности и обеспеченности элементами питания способствуют развитию необходимого объема корневой системы, хотя повышенная почвенная кислотность может препятствовать проникновению корней в глубину, что ослабляет ветроустойчивость насаждений. Интенсивность выборки низкоурожайных деревьев в 1990 г. составила 26% (80 м3/га).
Контрольное насаждение не было затронуто рубкой, находилось на удалении 250 м от вырубки. Его состав — 9К1П, возраст — 190 лет, класс бонитета — II, полнота — 0,8, запас — 385 м3/га. Практически, это идентичные, близкие по таксационной структуре насаждения. В выделах, где прошли ветровалы, были заложены учетные трансекты шириной 20 м и длиной 800 м вверх и вниз по склону. На них учтены все сохранившиеся и вываленные экземпляры. У каждого дерева измеряли диаметр на высоте 1,3 м, его длину, толщину и протяженность кроны, направление повала. Размер вываленного кома земли, диаметр и глубину вывала, определяли характеристики корневой системы.
В пройденных рубками насаждениях (трансекта № 1) вывалилось 8,6% деревьев, в контрольном варианте (трансекта № 2) — 8,4%. Направление повала, размеры кома и крон упавших экземпляров идентичны таковым на участке, пройденном выборочной рубкой. Вываливались преимущественно одиночные деревья. Направление вывала в основном поперек северо-восточного склона в пределах 30-35°. Размеры кома земли изменялись от 2,5 к 3 до 4 х 6 м. Глубина почвенных вывалов ограничивалась мощностью почвенного слоя и распространением корневой системы деревьев и обычно составляла 0,6-0,8 м.
Ширина кроны поваленных деревьев колебалась от 3,5 до 6 м. При этом у 82% из них она была примерно 4,5 м, протяженность — до половины длины ствола, что согласуется с ранее сделанными выводами (Парамонов, 1992) о повышенной ветровальности деревьев с узкими цилиндрическими кронами и еще раз подтверждает целесообразность удаления низкоурожайных кедров при проведении рубок ухода с целью улучшения их плодоношения, т. е. отбора в рубку по признакам урожайности и ветровальности.
Структура ветровалов в насаждениях, пройденных и не затронутых рубками, существенно различается. В контрольном варианте (трансекта № 2) преобладает групповое падение деревьев (по два-четыре), что связано с наличием экземпляров диаметром до 40 см, в данном случае не вырубленных, как это сделано на трансекте № 1. Отмечено также резкое повышение процента вывала перестойных крупномерных деревьев. Больше всего упало деревьев диаметром свыше 40 см, что в итоге и определило более высокий процент вывала по сравнению с пройденными рубками насаждениями, где ветроустойчивость древостоев была увеличена. Узкокронные деревья в контрольном варианте составили 86% всех вываленных, в то время как на участках, пройденных выборочными рубками, их было 74%. Общий вывал на трансекте № 1 был равен 66 м3/га, в том числе кедра — 65 м3/га, что соответствует потере запаса, равной 12,1% и 15%. Потери древесины после ветровала на участках выборочных рубок в среднем достигали 41 м3/га (в основном кедра, 40 м3/га), так как насаждения практически чистые по составу (9К1П).
На контрольной трансекте (№ 2) в среднем вывалилось 55 м3/га (кедра — 99%). При этом непосредственно от воздействия ветра вывал составил 43 м3/га, или примерно столько же, сколько на участке, пройденном рубками ухода, проводимыми с целью улучшения плодоношения кедра. При падении крупномерных экземпляров вываливались тонкомер и стоящие рядом деревья (12 м3/га). В результате общий размер вывала в контрольном варианте составил 14,3% (при проведении рубки — 12,1%). Вывал на участках, пройденных указанными выше выборочными рубками, оказался таким же, как и на участках, где они не проводились. Иначе говоря, последствия прошедших в 1996 г. в кедровых лесах Горного Алтая ветровалов оказались одинаковыми, т. е. не зависели от проведения выборочных рубок. В среднем вывал составил около 15%, что вместе с первоначальной выборкой (26%) равнялось примерно 40% общего объема изымаемого запаса древесины. Это, по-видимому, предельная величина выборки, которую нельзя превышать при рубках, так как необходимо оставлять насаждениям определенный запас ветроустойчивости.
Проведение рубок ухода с целью улучшения плодоношения кедра при выборке 25-30% запаса (в основном за счет изъятия низкоурожайных и узкокронных деревьев) не только не оказывает существенного влияния на увеличение ветровала, но и улучшает ветроустойчивость насаждений. Снижение последствий ветровалов обеспечивается своевременной уборкой крупномерных (свыше 60 см в диаметре) и маломерных (24-36 см) угнетенных деревьев кедра, имеющих елововидную, пихтововидную или расстроенную крону и отличающихся низкой урожайностью.
Периодически повторяющиеся ветровалы в Горном Алтае и горах Южной Сибири особенно губительны для спелых и перестойных одновозрастных и условно-одновозрастных кедровых древостоев. Последствия их в той или иной мере могут регулироваться при соответствующем сочетании сплошных и несплошных рубок, направленных в первую очередь на оптимизацию восстановительно-возрастной структуры кедровников. В данном случае судьба широко известной Пыжинской тайги в Горном Алтае (200-240 лет) зависит от своевременного проведения рекомендуемых нами систем рубок (Воробьев, 1983; Парамонов, 1992), направленных на улучшение ее возрастного состояния, повышение урожайности и ветроустойчивости.