Равнинную часть Обь-Иртышского междуречья между 50-54° с. ш. и 78-84° в. д. прорезывает система параллельных ложбин стока четвертичных вод, выполненных мощной толщиной флювиогляциальных песчаных осадков и заросших сосновым лесом. Общей особенностью этих лент является то, что все они имеют юго-западное простирание и падение. Близ границы Алтайского края и Казахстана Космалинская и Барнаульская ложбины сливаются между собой и с Локтевской, образуя обширное пространство островных песков, перекрывающих древние песчаные террасы Иртыша. При этом на протяжении 400 км от Оби к Иртышу ленточные боры пересекают две природно-климатические зоны: южную лесостепь с березовыми колками и сложным почвенным комплексом и разнотравно-ковыльно-типчаковую засушливую степь на темно-каштановых почвах. Граница между ними довольно четко проходит между 52- 53° с. ш. и по 81° в. д. Климат этих двух природных зон имеет следующие основные особенности.

Соответственно такой географии климата изменяются и особенности сосновых древостоев. В северной половине они более производительны (II,7 класса бонитета), чем в южной (III, 9) (Л. Н. Грибанов, 1954) Абсолютный вес семян сосны значительно отличается в северной (8,05 г) и южной (11 г) частях боров (Л.Н. Грибанов, 1960).

Все вышеизложенное, а также особенности синнузального сложения нижних ярусов сосновых насаждений и их фитоценотические особенности явились основанием для разделения ленточных боров Обь-Иртышского междуречья на два лесораститсльпых района (Л. Ң Грибанов, 1965): Приобский (северная часть боров) и Прииртышский (южная часть боров в границах Лебяжинского, Ракитовского, Озерно-Кузнсцовского, Тополин-ского, Степно-Михайловского и Ключевского лесхозов Алтайского края и

11 лесхозов Павлодарской и Восточно-Казахстанских областей Казахстана ).

Результаты многолетнего (1932—1970) изучения особенностей естественного возобновления, формирования, роста и развития сосновых древостоев сухого бора позволяют дифференцировать динамический процесс смены одного поколения леса другими на следующие стадии, этапы и фазы.

Стадии вегетативного роста. 1.Этап постэмбрионального роста- фаза исходов от прорастания опавших на почву семян до перехода проростков на корнесобствениое питание. При этом успешность появления и укоренения всходов определяется достаточным обсеменением площади в сочетании с увлажнением почвы не ниже ее полевой влагоемкости в течение 10-15 дней, защиты появляющегося самосева от прямой солнечной радиации и конкуренции травянистой растительности. Такую защиту всходы находят в конусах тени материнских деревьев или под пологом мелколиственных пород.

 2. Этап индивидуального роста самосева от перехода всходов на корнесобственное питание до смыкания кронами - фаза подроста. На этом этапе вегетативного роста самосева благоприятное защитное влияние деревьев старшего поколения постепенно сменяется отрицательными трансабиотическими воздействиями в связи с сильным дренажем почвы развитой поверхностной корневой системой материнских деревьев. В результате рост подроста задерживается, его морфологические особенности свидетельствуют о сильном угнетении Такое состояние угнетения сосновый подрост в сухих типах леса может выдержать в течение 20—30 лет, не теряя способности к оправлению, если причины угнетения будут устранены при вырубке или отмирании деревьев старшего возраста. Основываясь на сказанном, подростом мы называем молодые поколения леса в период от перехода всходов на корнесобственное питание до смыкания кронами, испытывающее угнетение в результате неблагоприятных трансабиотических воздействии деревьев старшего поколения или других лесообразующих древесных пород.

3. Этап большого роста деревьев в высоту — фаза жердняка.

С биологической точки зрения момент смыкания подроста кронами, сопровождающийся дифференциацией молодых деревцев по классам Крафта в результате непосредственного влияния их друг на друга, можно считать окончанием процесса естественного возобновления и началом фазы формирования молодогоо древостоя (М. Е. Ткаченко, 1939). При этом меньшая часть деревьев все время растет быстрее своих соседей, а значительное количество их, напротив, отстает в росте, становится угнетенными и отмирает. Промежуточное положение занимают деревца, растущие то быстрее, то медленнее соседних. В результате такого динамического процесса наблюдается дифференциация первоначально сомкнутого древостоя на отдельные биогруппы, отделенные друг от друга экологическими нишами. В течение этого заключительного этапа стадии вегетативного роста скорость увеличения размеров кроны все время отстает от ее отмирания — происходит интенсивное очищение нижней части стволиков от живых сучьев.

Стадия возмужалости древостоя. С окончанием периода большого роста древостоя в высоту процесс дифференциации деревьев по классам Крафта в основном заканчивается и древостой вступает в следующую стадию возмужалости.

Первым этапом этой стадии является период большoгo роста деревьев в толщину, когда в результате интенсивного развития крон и как следствие увеличения ассимиляционного аппарата происходит накопление ассимилятов, необходимых для формирования репродуктивных органов и продуцирования семян, и наступает фаза семеношения и появления нового поколения леса.

При этом появившийся в экологических нишах самосев испытывает отрицательное трансабиотическое влияния деревьев старшего поколения леса, расположенных пл периферии сформировавшихся ранее биогрупп.

Заключительным этапом стадии возмужалости древостоя старшего поколения является фаза окончательного его распада и формирования нового поколения леса В этот период наблюдается дальнейшее сокращение площади биогрупп первого поколения леса, сопровождающееся оправлением от угнетения ранее появившегося подроста, а на вновь освободившейся площади появляется новый самосев. Так продолжается до тех пор, пока не произойдет полная смена одного поколения леса другим. В итоге описанных динамических процессов в точных борах формируются оригинальные, сложные по форме группово-разновозрастные древостой из нескольких условно одновозрастных поколений.

 Иным путем протекает смена поколений сосновых древостоев в сырых и влажных типах леса, где подлесок формируется осиной, которая вследствие недостаточного для нее увлажнения и богатства почвы (кварцевые перемытые и перевеянные боровые пески) никогда не достигает размеров деревьев первой-второй величины. После сплошных вырубок и особенно повальных лесных пожаров, уничтожающих большую часть соснового древостоя, осина дает обильные корневые отпрыски и быстро заселяет всю освободившуюся от сосны площадь. После смыкания крон появившихся корневых отпрысков осины, светолюбивая злаковая растительность под их пологом быстро погибает и создаются необходимые условия для появления более теневыносливого соснового самосева. Последний отличается быстрым приростом в высоту, и, достигнув возраста 8-10 лет, он начинает врастать в полог осины; еще через 10-15 лет сосна обгоняет в росте осину и выходит в І ярус. Таким образом, весь процесс восстановительной смены соснового древостоя занимает 25-35 лет, считая и время нужное для формирования необходимых условий для появления под пологом осины достаточного количества соснового подроста. Чем суше и беднее условия местопроизрастания и чем лучше обеспечено обсеменение сосновой площади, тем более быстрыми темпами протекает этот процесс.

Лесовозобновление в ленточный борах. В результате более чем 200-летней хищнической вырубки сосновых древостоев и стихийных лесных пожаров ленточные боры Прииртышья к моменту первого лесоустройства в советский период являлись исключительно расстроенным объектом лесного хозяйства. Достаточно сказать, что в это время (1926 — 1928 гг.) не покрытая лесом площадь достигала почти 60% всей удобной лесной площади. К этому же времени было посажено всего лишь 37,5 га лесных культур. С 1947 г. в ленточных борах были запрещены рубки главного пользования и широкое развитие получили лесокультурные мероприятия. В итоге за 25 лет (к 1 января 1972 г.) в ленточных борах было посажено около 200 тыс. га леса, из которых, однако, сохранилось всего лишь 63%, а переведено в лесопокрытую площадь около 37% всей площади посадок, или 60% площади сохранившихся лесных культур. Если проанализи-ровать результаты учета лесного фонда ленточных боров Прииртышья по состоянию на 1 января 1961 г. и 1966 г., то оказывается, что за 15 лет лесопокрытая площадь в ленточных борах увеличилась на 67 тыс. га и в том числе за счет естественного возобновления, в результате так называемых лесовосстановительпых рубок, на 58% (или па 33 тыс. га). Это позволяет заключить, что в данное время лесные культуры еще не имеют доминирующего значения в увеличении лесопокрытой площади в ленточных борах Прииртышья.

Это является следствием того, что отсутствует достаточно четкий прогноз последствий применявшейся агротехники создания лесных культур, обусловившей благоприятную экологическую обстановку для массового размножения соснового подкорного клопа.

Чтобы предупредить засекание и выдувание высаженных сеянцев вследствие сплошной распашки больших, открытых воздействию сильных ветров пустырей, было решено создавать культуры сосны полосами, то есть чередуя полосы подготовленной для посадки почвы е невспаханными кулисами. При этом предполагалось при хорошем укоренении и развитии высаженных сеянцев в дальнейшем закультивировать и незасаженные между ними буферные полосы. Однако два обстояьства не только не позволили выполнить упомянутое намерение, но и способствовали созданию благо-приятной экологической обстановки для массового размножения соснового подкорного клопа. Первое из них заключалось в том, что при учете выполнения плана лесопосадочных работ в закультивированную площадь включалась не физическая площадь, занятая высаженными сеянцами, а общая площадь всего закультивированного участка, включая и буферные межполосные участки почвы между полосами собственно высаженных сеянцев. В результате эта площадь и по сей день осталась не покрытой лесом. Второе обстоятельство заключалось в недостатке посадочного материала сосны на первом этапе интенсивного развития лесокультурной деятельности. Следствием этого явилось стремление к сокращению количества рядов саженцев на культивируемых полосах и увеличению между ними ширины необработанной почвы. Все это способствовало возрастанию расхода влаги на транспирацию высаженными сеянцами сосны и физического испарения ее сорной степной растительностью, получившей доступ внутри лесных посадок.

 Таким образом, жизненность лесных культур оказалась очень низкой, что одновременно с сильным осветлением их внутренней среды создало хорошую экологическую обстановку для массового развития в культурах соснового подкорного клопа, деятельность которого и послужила решающим фактором их быстрого отмирания (В. Е. Смирнов, 1966).

Немалую роль в невысокой биологической устойчивости культур сосны в ленточных борах Прииртышья играет и недостаточная компетентность специалистов лесхозов и проектных организаций в выборе экологически оправданных местообитаний под лесные культуры. Извилистую сеть рукавов среди возвышенных песчаных массивов в ленточных борах формируют русла древних ложбин стока и обсохших озерных понижении. В погоне за осуществлением максимальной механизации лесо-культурных работ такие местоположения очень часто использовались для посадки сосны. Прикрыты с поверхности тонким плащом элювиальных песчаных отложений и подстилаемые соленосными третичными отложениями, эти участки, хотя и кажутся неискушенному взгляду вполне лесопригодными, в деиствительности обусловливают ослабленный рост посадок сосны и как следствие нападение подкорного клопа.

Обобщая все ранее сказанное, можно сделать заключение о том, что для достижения максимального успеха в лесовосстановлении лесопокрытой площади ленточных боров Прииртышья оба метода (естественное возобновление сосны и создание лесных культур) имеют одинаковое право на внимание. Основываясь на результатах анализа многолетнего изучения природных особенностей, закономерностей процесса естественного возобновления, формирования и роста сосновых насаждений в связи с особенностями лесорастительной среды, а также на результатах широкого производственного опыта, можно сформулировать следующие предложения по восстановлению лесопокрытой площади в ленточных борах Прииртышья.

Основой естественного возобновления сосны в типах сухого бора является создание условий для массового его появления под пологом материнского древостоя, что достигается устройством в его пологе просветов и окон со снижением общей полноты до 0,5—0,6. В дальнейшем, когда появившийся самосев начнет испытывать затруднения в росте вследствие неблагоприятного трансабиотического влияния деревьев старшего поколения леса, вырубку их необходимо форсировать таким образом, чтобы ближе 5 м от подроста не оставалось ни одного дерева старшего возраста. Несоблюдение этого требования приводит к образованию в древостое многочисленных сильно инсолируемых, задерненных светолюбивыми злаками полян, на которых самосев сосны в дальнейшем, как правило, не появляется, даже после минерализации почвы. Еще в 1930—1932 гг. опытами Лебяженской лесной опытной станции было установлено, что появляющийся самосев сосны на участках минерализованной почвы полностью погибает уже к концу первого вегатиционного периода. Такие же результаты наблюдались мною в трех лесных дачах Степно-Михайловского (1947 г.) и шести лесничествах Ключевского лесхоза (1948 г.) Алтайского края на границе с Казахстаном, где на площади около 200 га при учете самосева в плужных бороздах было обнаружено в конце вегетационного периода в среднем всего лишь 100 экземпляров на 1 га.

 Еще более наглядную картину можно получить при анализе следующих результатов содействия естественному возобновлению сосны путем минерализации почвы в ленточных борах Обь-Иртышского междуречья в целом за 10-летний период. Так, с количеством самосева более 5 тыс. штук на 1 га было всего 6% площади, 3-5 тыс. штук - 6,9, 1-3 тыс. штук - 6,9 и менее 1 тыс. — 80,2%.

Лучшие результаты в этом отношении, согласно нашим наблюдениям (Л.II. Грибанов и И.В. Каменская, 1959) и особенно специальным исследованиям, проведенным В.Е. Смирновым (1966), дает посадка ивы остролистной (шелюги красной). Как указывалось ранее, естественное возобновление сосны, особенно в засушливой Прииртышской половине боров, протекает наиболее успешно только при защите самосева от иссушающего и обжигающего воздействия солнечной радиации. Такую защиту самосев сосны получает не только в конусах тени материнских деревьев и под пологом лиственных деревьев, но и в посадках ивы остролистной. Благоприятное влияние шелюги па появление самосева сосны определяется хорошей весенней влагозарядкой почвы вследствие накопления кустами шелюги больших сугробов снега. Эта влагозарядка хорошо сохраняется под лесной подстилкой из опавших лист шелюги, причем она четко разделяется на два слоя: верхний, рыхлый, из скрученных листьев, и нижний полуразложившегося опада, обладающею повышенной влагоемкостыо н слабокислой реакцией (В. Е. Смирнов, 1953). Верхний слой лесной подстилки предохраняет почву от высыхания и в то же время благодаря рыхлой структуре не препятствует проникновению сосновых семян к нижележащему полуразложившемуся более влагоемкому слою подстилки с хорошими условиями для их прорастания. В дальнейшем появившиеся всходы защищаются от солнечной инсоляции облиственными побегами шелюги. Ортотропный рост побегов шелюги и их гибкость позволяют осевому побегу сосны быстро и без значительных нарушений «пробить» полог шелюги и выйти в I ярус.

Изложенные выше данные позволяют рекомендовать использование посадки шелюги в рединах как меру содействия естественному возобновлению сосны с вырубкой деревьев старшего поколения леса при до- статочном появлении самосева. Минерализация почвы для достижения этого лесоводственного эффекта,как не оправдавшая себя в итоге длительного производственного опыта, должна быть запрещена. В свежих типах леса, где роль «няньки» сосны успешно выполняет осина, следует независимо от возраста ее древостоев (проводить осветительные рубки по методу Кравчинского.Если же самосева сосны нет в результате отсутствия источников ее семян или его очень мало, то необходимо обратиться к искусственному обсеменению таких участков с рыхлением плотного листового опада осины, чтобы обеспечить лучший доступ высеваемых семян к более увлажненной поверхности полуразложившегося слоя лесной подстилки и почвы.

Площадь таких осинников должна зачисляться в специальное временное хозяйство, задача которого способствовать быстрейшему восстановлению утраченного сосной господствующего в составе древостоев положения.

Лесные культуры оправданы только на больших, оголенных от леса площадях с условиями произрастания, наиболее отвечающими норме реакции сосны на условия жизненной среды. Местообитания, не соответствующие этим требованиям, должны быть исключены из лесокультурного фонда до осуществления необходимых мелиоративных мероприятий.

Небольшие по площади участки (до 1—2 га) с хорошими лесо-растительными для сосны условиями среды целесообразно использовать для посадки шелюги красной в качестве меры содействия естественному возобновлению сосны.

Обсуждая методы восстановления сосновых древостоев путем создания лесных культур, необходимо высказаться против получающего в последнее время широкого применения создания культур сосны под пологом ннзкополнотных древостоев. Как было показано в ряде ранее опубликован-ных работ (Л. Н. Грибанов. 1949, 1951, 1954, 1958, 1960, 1965), деревья старшего поколенпи сосны оказывают отрицательное трансабиотическое влияние на поселившийся под ее пологом сосновый подрост: саженцы в лесных культурах вблизи старых сосняков также испытывают затруднения в росте и погибают. Кроме того, как показывают специальные наблюдения при окончательной вырубке деревьев старшero поколения леса, около 50% молодых сосенок погибают в результате трелевки заготовлен-ных в процессе лесозаготовок сортиментов.

Выводы и предложения

1) возобновление леса без участия человека называется естественным возобновлением леса. В сосновых борах Прииртышья естественное возобновление леса происходит непрерывно;

2) В сосновых лесах Прииртышья наблюдается как семенное так и вегетатиное возобновление леса;

3) При естественном возобновлении сохраняются более благоприятные водно-физические свойства почв, что имеет весьма важное значение для формирования высокопродуктивных будущих древостоев;

4) исключается необходимость применения лесовосстановительной техники в труднопроходимых условиях, а также раскорчевки пней на вырубках.

5) На вырубках соснового бора в основном естественно произрастают быстрорастущие лиственные деревья, береза, осина и др.

Учитывая вышесказанное в ленточных борах Прииртышья и ввобще в лесх необходимо постоянно учитывать процесс естесственного возобновления леса. Создавать условий для массового его появления под пологом материнского древостоя, что достигается устройством в его пологе просветов и окон со снижением общей полноты до 0,5—0,6.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гаель А.Г. и др. Ленточные боры Прииртышья. — «Труды, лаборатории лесоведения АН СССР», 1962, т.4.

2. Грибанов Л. II. Естественное возобновление и техника рубок ухода в сосновых насаждениях юго-западной части ленточных боров. Автореферат диссертации па соискание уч. степени кандидата с.-х. наук. М., 1949.

3. Грибанов Л. П. Ленточные боры Алтайского края и Казахстана. М., 1954.

4. Грибанов Л. II. Влияние деревьев старшего поколения леса на рост и морфологические особенности соснового подроста в ленточных борах Обь-Иртышского междуречья. — «Труды по лесному хозяйству Западной Сибири». 1958, вып. 4.

5. Грибанов Л. Н., Каменецкая Н. В. К вопросу о возобновлении сосны под покровом шелюги в южной части ленточных боров. — «Труды Казахского сельскохозяйственного института» 1959, т. 6. Грибанов Л. Н. Степные боры Алтайского края и Казахстана. М—Л., 1960.

6. Грибанов Л. П. Сосновые леса Казахстана и биологические основы хозяйства в них. Свердловск, 1965.

7. Иванова Е. Н. Почвы и соленакопление в озерах ленточных боров. — В сб.: Кулундинская экспедиция АН СССР. М., 1935.

8. Смирнов В. Е. Восстановление сосны в ленточных борах посевом под покровом и защитой посадок шелюги красной. Барнаул, 1953.

9. Смирнов В. И. Полувековой опыт лесовосстановленвя в ленточных борах Казахстана и Алтая. - «Труды Казахского научно-исследовательского института лесного хозяства», 1966.