Взаимовлияние активных компонентов биогеоценоза, например фауны, имеет еще более глубокие корни. Каштан как плодовая порода играет важную роль в энергетическом балансе биогеоценоза. Сложность межвидовых взаимоотношений на разных этапах развития растений обусловливает многообразие состава, продуктивности и состояния каштановых древостоев, а также необходимость комплексного подхода при решении конкретных хозяйственных задач. Планирование и выполнение тех или иных лесохозяйственных мероприятий в современных каштанниках должно учитывать факторы исторического порядка. Реконструкции и восстановлению должны подвергаться в первую очередь те участки леса, которые расстроены или потеряли биологическую устойчивость результате хозяйственной деятельности человека.
С 1968 г. каштан отнесен к особо охраняемым породам, в его насаждениях запрещены рубки главного пользования. В каштанниках проводят только рубки ухода и санитарные рубки. Учитывая, что деревья каштана очень болезненно реагируют на резкое осветление ствола, допустимы только выборочные санитарные рубки со слабым изнеживанием полога (до 0,8—0,7) или сплошные санитарные Рубки. Проведение рубок в каштанниках, особенно в массивах, где имеются очаги эндотиоза, требует особой аккуратности, строгого соблюдения технологии, так как малейшие механические повреждения деревьев приводят к распространению болезней. Добиться этого при существующих технологиях с использованием тракторов в производственных условиях практически невозможно. Очаги эндотиоза ликвидируются путем сплошной рубки на всей их площади с последующим тщательным сжиганием порубочных остатков пли обработкой их 4% раствором карболовой кислоты. Проведение выборочных санитарных рубок в каштанниках с июня по август не рекомендуется, так как этот период наиболее благоприятен для распространения различных заболеваний. При проведении выборочных рубок в первую очередь удаляют больные деревья. В расстроенных каштановых насаждениях (полнота 0,6 и ниже) проводят сплошные котловинные санитарные рубки с последующим производством лесных культур. Площадь лесосеки не должна превышать 15 га, а площадь котловин на склонах до 20°— 1 га, на склонах 20° и круче — 0,5 га. В первом случае лесосеку вырубают в два приема, во втором — в три. Срок примыкания котловин 4—5 лет. При этом особое внимание следует уделять прокладке тракторных волоков, стараясь их расположение приблизить к горизонталям. Учитывая высокий возраст каштановых насаждений Кавказа и массовое их повреждение гнилями, вести хозяйство с расчетом на порослевое возобновление недопустимо. Наиболее действенным мероприятием, направленным на оздоровление каштанников, является создание насаждений семенного происхождения. Вопрос о способах восстановления каштана решается в каждом конкретном случае отдельно в зависимости от состояния естественного семенного возобновления.
При создании лесных культур каштана следует особое внимание уделить подготовке почвы и качеству посадочного материала. Основной фактор, определяющий способы подготовки почвы в горных условиях, — крутизна склона. Допустимы лишь варианты, исключающие возможность эрозионного процесса, особенно в районах с обильными осадками, так как на смытых почвах нельзя создать высокопродуктивное насаждение каштана. На склонах до 20° допустима механизированная подготовка почвы без оборота пласта полосами шириной 2 м и направленными по горизонталям. На более крутых склонах допустима ручная подготовка почвы площадками или полосами в виде узких террас шириной 0,5—0,7 м. Для весенних посадок почва готовится в осенне-зимний период, а для осенних и зимних — летом. Одновременная подготовка почвы и посадка ухудшают приживаемость культур. Посадка должна производиться сеянцами, выращенными из семян с хорошими наследственными свойствами.
Для их получения в высокобонитетных насаждениях отбирают плюсовые и маточные деревья. Важнейшими признаками при отборе являются высота и диаметр дерева, протяженность деловой части ствола и его прямизна, урожайность и величина плодов.
Так, в условиях Северо-Западного Кавказа к плюсовым относят деревья, средняя масса плода которых при хорошем качестве не менее 8 г, а ежегодное плодоношение составляет 25—40 кг. Плюсовое дерево с большой, хорошо развитой кроной должно превосходить среднее дерево насаждения не менее чем на 10% по высоте и на 25% по диаметру. Ствол должен быть малосбежистым, цилиндрическим без наростов и вздутий с длиной бессучковой части 8—10 м. Выделенные деревья в течение нескольких лет проходят проверку па быстроту роста сеянцев, которые в 2-летнем возрасте должны превосходить контрольные на 25% по высоте. Достоверность всех меняющихся показателей устанавливается по правилам вариационной статистики. Плюсовые деревья в основном используют для создания маточных плантаций каштана путем вегетативного размножения. Маточная плантация должна быть изолирована от каштановых насаждений.
Свежесобранные плоды каштана содержат около 50% влаги, даже частичная потеря которой резко снижает их всхожесть. Высохшие плоды теряют всхожесть полностью. Хранить их можно тонким слоем на влажной почве под листьями.
Семена каштана ввиду трудности их хранения высевают, как правило, осенью сразу после сбора. При этом обязательно проведение мероприятий по охране семян от мышевидных грызунов и птиц. Лучшим сроком посадки лесных культур каштана является весенний (март), однако хорошие результаты дают и осенние посадки. Уход за лесными культурами путем рыхления почвы и удаления сорной растительности ведется в течение 3—5 лет.
Создание высокопродуктивных и биологически устойчивых насаждений каштана требует своевременного проведения рубок ухода. При этом необходимо учитывать биоэкологические особенности каштана, которые заключаются в быстроте роста, раннем наступлении количественной, технической и естественной спелостей, способности в возрасте до 15 лет мириться с искусственным разреживанием, повышенной требовательности к влажности воздуха в насаждении, большой порослеобразовательной способности, восприимчивости к заражению грибными заболеваниями в местах ранений.
Осветления и прочистки проводят в период полного облиствения насаждения, а прореживание в течение всего года. Необходимо применять активный способ рубок ухода. Во всех случаях при формировании насаждений предпочтение отдают деревьям семенного происхождения. Степень изреживания и характер рубки зависят от производительности лесорастительных условий, состава насаждения, крутизны склона, вертикальной поясности, поэтому их определяют в каждом конкретном случае отдельно. При проведении рубок запрещаются срезка и обламывание ветвей и сучьев на оставляемых деревьях каштана. Деревья с признаками эндотиоза удаляют из насаждения и сжигают, а пни обрабатывают раствором карболовой кислоты или гербицидом 2,4-Д. К 15—20 годам господствующее положение в первом ярусе должен занимать каштан семенного происхождения.
Значительно повышает рост культур каштана применение азотно-фосфорных и полных (NPK) минеральных удобрений, а применение калийных удобрений повышает их холодоустойчивость. Это надо учитывать при создании новых посадок, особенно за пределами современного естественного ареала каштана. При проведении лесохозяйственных и лесокультурных мероприятий, направленных на восстановление каштана, не следует стремиться к созданию чистых каштановых насаждений. Желательно создание биологически устойчивых древостоев каштана с Участием бука, граба, ольхи черной до 3 единиц по составу (30%). Созданные же чистые культуры каштана следует рассматривать как плантационные с применением удобрений, ухода и т. д. Восстановление каштана необходимо производить в первую очередь за счет внедрения его в грабовые и буковые насаждения, произрастающие в зоне каштановых лесов на участках, соответствующих биологическим требованиям каштана. При проведении санитарных и других рубок в чистых каштановых насаждениях следует сохранять некоторое количество деревьев и подрост бука, граба, ольхи черной. На отдельных участках чистых каштановых древостоев, находящихся в стадии распада из-за плохого санитарного состояния, особенно там, где резко повышена кислотность почвы, хозяйственные мероприятия должны направляться на введение указанных сопутствующих пород и тем самым создание условий для восстановления в дальнейшем устойчивых смешанных насаждений.
В настоящее время оценку семенного возобновления каштана принято производить по шкале П. А. Иссинского. Однако указанная шкала имеет недостаток, который заключается в ее универсальности и поэтому не учитывает различий условий местопроизрастания, вертикальной поясности и т. д. Количественные показатели при оценке успешности возобновления каштана должны дифференцироваться в зависимости от изменения условий произрастания. В лучших для каштана почвенных и климатических условиях, где он создает наиболее производительные насаждения и успешно конкурирует с сопутствующими породами, достаточно значительно меньшее количество подроста, чем в местах, где оптимальные условия имеются для одной из сопутствующих пород, например бука. Указанная шкала не учитывает высоту и возраст подроста, т. е. его качество.
Нами предложена шкала оценки успешности естественного семенного возобновления каштана с учетом основных факторов, его определяющих. За исходную единицу принят средний подрост высотой 0,7— 1,5 м. Для учета всего подроста и самосева в переводе на средний подрост необходимо все их учтенное количество в тыс. шт. на 1 га умножить па соответствующие коэффициенты и сложить. Шкала рассчитана на равномерное распределение подроста. Равномерным считается расположение семенного возобновления по площади при встречаемости подроста^на учетных площадях (4 м2) свыше 60% по методу облесенных квадратов. Общая сумма площадей закладки учетных площадок должна составлять 3—5% площади изучаемого участка. Приведенная шкала предназначена для создания устойчивых смешанных насаждений с участием сопутствующих пород (граба, ольхи, бука) до 30%. При ведении хозяйства на создание чистых каштановых насаждений применяется коэффициент 1,4. Предлагаемая шкала разработана на основе обобщения результатов исследований Кавказского филиала ВНИИЛМа и данных исследований автора. Она учитывает все разнообразие условий произрастания каштана на Черноморском побережье Кавказа. Проведение учета по данной шкале показало, что на 11,1% площади каштановых лесов естественное семенное возобновление оценивается как удовлетворительное, на 19,4% как слабое и на 69,5% возобновление отсутствует. Если возобновление по предложенной шкале оценивается как слабое, то необходимо проведение ухода за существующим самосевом и мер содействия семенному возобновлению, при плохом — искусственное возобновление.
Большая часть каштанников находится в труднодоступных из-за сложности рельефа и отсутствия дорог районах, поэтому искусственное восстановление каштана с помощью современной техники там невозможно. Как показала практика, неплохие результаты дает посадка каштана под бур Ульянова или меч Колесова по неподготовленной почве, причем делать это надо за год до или сразу после рубки при условии, что технология обеспечивает сохранение лесорастителыюй среды. Хорошие результаты сохранения семян и семенного возобновления дает применяемое в западноевропейских странах огораживание участков, но использование его в обычном виде ограничивается большой трудоемкостью. Поэтому нами разработан и испытан достаточно эффективный и очень дешевый способ огораживания участков каштанников с помощью отпугивающих изгородей. Как показали опыты, шпиговка семенами, предварительно обработанными ядовитыми или сильно пахнущими веществами репеллентами), а также механическая защита семян и огораживание отпугивающими изгородями могут оказать существенное влияние на их сохранность. Лучшие результаты дает шпиговка в насаждении вне пределов крон материнских деревьев, так как эти участки меньше посещаются фауной. Применяя эти способы, можно получить достаточное количество самосева каштана под пологом насаждения.
Очевидна необходимость регулирования численности фауны, в первую очередь кабанов. Следует провести охото-хозяйственную бонитировку всех угодий Черноморского побережья Краснодарского края и на основе полученных данных установить хозяйственно допустимую плотность основных видов диких животных, учитывая интересы как лесного, так и охотничьего хозяйства. Максимально допустимая численность кабанов в указанном районе должна составлять 10—15 голов на 1 тыс. га. Для обеспечения семенного возобновления и более рационального использования плодов каштана следует усилить биологические методы борьбы с энтомовредителями и мышевидными грызунами, уничтожающими 30—40% урожая. При проведении санитарных и других видов рубок в каштановых и прилегающих к ним насаждениях надо категорически запретить рубку дуплистых деревьев, необходимых для существования врагов мышевидных грызунов: совы, филина, ласки, лесной куницы и др. Целесообразно принять меры к искусственному распространению в каштановых лесах муравьев рода формика.
Развитие всходов каштана идет за счет питательных веществ в семядолях и, следовательно, главным лимитирующим фактором при появлении всходов является влажность верхних горизонтов почвы, особенно подстилки. Нарушение структуры подстилки и верхнего горизонта почвы, особенно при неограниченной пастьбе скота, резко ухудшает их водно-физические свойства, что отрицательно сказывается на прорастании семян каштана. Поэтому в низкополнотных каштановых насаждениях и на участках с нарушенной структурой верхнего горизонта почвы мероприятия по охране урожая семян необходимо сочетать с частичным рыхлением почвы. Это необходимо как для борьбы с задернением, так и для сохранения влаги. Последнее особенно желательно в древостоях каштанника азалиевого, который занимает наиболее сухие и освещенные участки.
При проведении рубок с целью создания лучших условий для роста и развития самосева в каштановых насаждениях следует учитывать влияние подлеска. Так, в каштанниках азалиевом и рододендроновом при разной полноте и сомкнутости крон освещенность под пологом подлеска остается примерно одинаковой. Поэтому проведение рубок ухода с целью создания лучших световых условий для подроста без мероприятий по прореживанию подлеска результатов дать не может. Изреживание азалиевого и рододендронового подлеска будет способствовать снижению компенсационной точки фотосинтеза у самосева и подроста каштана.
Одним из главных мероприятий по обеспечению естественного семенного возобновления каштана является борьба с лесными пожарами. Даже беглые низовые пожары крайне затрудняют возобновление в каштанниках: ухудшают их санитарное состояние,_ повреждают и ослабляют деревья. Для того чтобы мероприятия по обеспечению семенного возобновления были эффективными, они должны носить комплексный характер.
Следует особенно учитывать большую требовательность каштана к богатству почв по сравнению с сопутствующими ему породами. Огромный вред, особенно на крутых склонах, каштановым лесам наносит применяемая сейчас технология первичной механизированной транспортировки древесины (трелевки) с помощью тракторов и лебедок, при которых происходят разрушение и смыв верхнего, наиболее плодородного горизонта почвы. Это резко ухудшает условия для выживания самосева каштана, но оказывает гораздо меньшее влияние на самосев бука и граба. Таким образом, наиболее распространенные сейчас способы трелевки древесины способствуют смене каштана на бук и граб.
Вместе с тем их возрастная структура (по данным лесоустройства 1976 г. 87% составляют древостой V класса возраста и старше) свидетельствует о необходимости ведения рубок с целью усиления биологических процессов в этих фитоценозах и увеличения тем самым их водорегулирующих, горнозащитных и других функций, а также хозяйственной ценности (увеличение прироста, урожайности плодов, медопродуктивности и т. д.). Кроме того, имеется 4845 га расстроенных каштанников и 604 га редин, а также около 25 000 га, где произошла смена каштана другими породами. Работа по восстановлению каштана на указанных площадях может быть выполнена успешно только в том случае, если будет вестись с учетом биоэкологических особенностей этой породы. Каштан больше, чем любая другая лесная порода, чувствителен к нарушению лесорастительных условий, в первую очередь к изменениям почвы. Это предъявляет высокие требования к технологии проведения рубок и первичной транспортировке древесины в каштанниках, особенно если учесть, что 64% этих насаждений произрастает на крутых (21° и выше) и очень крутых (30° и выше) склонах, а количество осадков в зоне произрастания каштана достигает 2000 мм и более, причем они часто носят ливневый характер.
В настоящее время таким требованиям полностью отвечает только разработанная и апробированная Кавказским филиалом ВНИИЛМа технология на основе подвесной транспортировки древесины с помощью вертолета и других летательных аппаратов (аэростатов, дирижаблей). Считается доказанным, что в горных лесах должны получить широкое развитие воздушные способы транспортировки древесины, однако их применение сдерживается сравнительно высокой себестоимостью. Для восстановления ценнейших каштановых лесов с целью увеличения их многофункционального влияния на окружающую среду и повышения комплексной продуктивности такая технология оправдана, если учитывать биологические особенности и экологическую ценность каштана, даже при малой ее рентабельности.
Подвесная транспортировка древесины дает также возможность ориентации хозяйства на естественное семенное возобновление каштана, которое в лесоводственном и экономическом отношениях наиболее приемлемо. Оно обеспечивает при выполнении всех необходимых условий создание биологически устойчивых насаждений при снижении вероятности развития эрозионных процессов в условиях горного рельефа. Кроме того, семенное возобновление является единственно возможным для большей части каштанников, находящихся в труднодоступных из-за сложности рельефа и отсутствия дорог районах. На пологих участках прибрежной полосы, где в основном сосредоточены расстроенные каштанники и редины и где для их восстановления нужно создать культуры, допустимы современные способы наземной трелевки древесины. Учитывая вышеизложенное, а также особенности вертикальной поясности, крутизны склонов горных лесных массивов и их породный состав, предлагаются следующие технологические схемы восстановления каштановых насаждений.
Технологическая схема 1 включает проведение группово-выборочных рубок с тракторной трелевкой и последующим созданием лесных культур. Схема 2 включает проведение узколесосечных рубок с шириной лесосеки 60 м, площадью не более 6 га и направлением рубки по горизонтали. Рубку ведут снизу вверх по склону, способ примыкания лесосек — непосредственный, срок примыкания 3—5 лет в зависимости от успешности возобновления каштана. Трелевочный волок-террасу прокладывают строго по горизонталям. Нижняя граница насыпного откоса должна совпадать с нижней границей лесосеки. По технологической схеме 3 проводят группово-выборочную рубку с валкой деревьев в окнах 50X50 м или 25X25 м и подвесной транспортировкой деревьев. В случае отсутствия семенного возобновления каштана проводят меры содействия или посадку саженцев в неподготовленную почву. При восстановлении каштана в древостоях из других пород (граба, бука) целесообразен посев (шпиговка) семян каштана без подготовки почвы.
Технологическая схема 4 предполагает равномерно-постепенную рубку с подвесной транспортировкой древесины и мерами содействия естественному семенному возобновлению, включая посадку (посев) саженцев (семян) в неподготовленную почву. Длительно-постепенные рубки проводят по аналогичной технологии в смешанных, разновозрастных каштаново-буковых насаждениях 1a—I классов бонитета. На очень крутых склонах (свыше 30°) допустимы только добровольно-выборочные рубки с подвесной транспортировкой деревьев без повала с изреживанием древостоя до 0,7 в каштанниках ожиновом, колхидском и до 0,8 в каштаннике азалиевом.
При любых рубках следует в первую очередь ориентироваться на сохранение подроста предварительной генерации и тонкомерных деревьев, поскольку они обеспечивают стабильность экологического оптимума лесной среды и сокращение сроков выращивания нового леса, а также создание разновозрастных смешанных насаждений, которые наиболее соответствуют особенностям горных местообитаний. Это позволяет во многих случаях избежать больших затрат на искусственное возобновление. Возникающие молодняки должны формироваться рубками ухода в соответствии с имеющимися инструкциями и рекомендациями. При проведении рубок ухода в молодняках необходимо уничтожать пневую поросль, так как на первой стадии формирования насаждения она может заглушить семенной подрост. Доля участия каштана как главной породы в составе смешанного насаждения должна составлять не менее 40—50% после осветления, 50—60% после прочисток и 60—70% после прореживаний. При этом следует стремиться к созлянию сложных насаждений, верхний ярус которых состоит полностью из каштана, а нижний из бука, граба и других пород.
Большое значение для восстановления каштана имеет проведение противопожарных мероприятий и полное устранение нерегулируемой пастьбы скота. При ведении хозяйства в каштановых лесах необходимо учитывать интересы пчеловодства как для получения меда, так и для улучшения плодоношения в каштанниках.
Учеными и пчеловодами-практиками установлено, что пчелы производят активный сбор нектара или пыльцы на небольшой площади, ограниченной радиусом 2—3 км. Но и эта территория обрабатывается пчелами неравномерно. Так, для каштановых насаждений можно выделить три зоны пчелоопыления, отличающиеся по интенсивности перекрестного опыления, урожайности, количеству посещений цветков каштана пчелами, а значит, и по величине собранного нектара и пыльцы: I зона максимального опыления с радиусом лёта пчел до 300 м. Территория этой зоны интенсивно посещается пчелами в поисках нектара и пыльцы, благодаря чему происходит активное перекрестное опыление цветков и формируется наибольший урожай плодов, достигающий 700—800 кг/га; II зона оптимального опыления с радиусом лёта пчел от 300 до 700 м. Эта зона менее интенсивно посещается пчелами в поисках корма и только по мере того, как запасы нектара и пыльцы в I зоне начинают истощаться. Здесь формируется оптимальный урожай плодов каштана от 450 до 600 кг/га; III зона минимального опыления с радиусом лёта пчел более 700 м. Для этой зоны характерно более редкое посещение цветков пчелами, которое приурочено больше ко второй половине периода цветения каштановых деревьев и вследствие этого урожайность их заметно снижается (до 40 кг/га).
Исходя из того, что урожайность каштана в зоне активного посещения цветков пчелами значительно выше, чем в зоне минимального посещения из-за большей удаленности деревьев от пасеки, можно заключить, что пчелы, собирая нектар и пыльцу с многочисленных соцветий каштана; оказывают большое положительное влияние на процесс их перекрестного опыления и тем самым на продуктивность каштанников.
Медопродуктивность старовозрастных и высокополнотных древостоев с преобладанием в составе каштана увеличивается с улучшением лесорастительных условий и снижением полноты древостоев.
