The Effect of Overstory Density on the Growth of Natural Regeneration in SouthEast Estonian Pine Forests Managed by Uniform Shelterwood Cutting

Seoses metsamajandamise piirangutega alade osakaalu suurenemisega Eesti metsades suureneb üha enam vajadus pöörata tähelepanu lageraie suhtes alternatiivsetele uuendusraieviisidele. Männikute uuendamise üheks enim uuritud turberaie võtteks on männi loodusliku uuenduse saamine aegjärkse raie abil. Paraku esineb turberaiete kasutamisel mitmeid metsakasvatuslikke probleeme, mistõttu leidub praktilises metsanduses vähe näiteid nende õnnestumisest. Käesoleva töö peamine eesmärk on uurida vanametsa täiuse mõju loodusliku uuenduse kasvukiirusele esimesel kümnel aastal pärast aegjärkset raiet ning saadud tulemusi võrrelda tänapäeval Eesti metsanduslikus seadusandluses rakendatavate piirangutega aegjärksete raiete teostamisel. Tulemuste saamiseks uuriti pohla kasvukohatüübi männikuid, kus viimase kümne aasta jooksul oli teostatud aegjärkne raie. Selleks rajati Kagu-Eestisse 10 proovitükki, kus mõõdeti vanametsa takseertunnused ja inventeeriti kogu kasvanud uuendus. Hindamaks uuenduse kasvu mõjutavaid tegureid koguti proovitükkidelt okka- ja mullaproovid. Töö tulemustest selgus vanametsa täiuse mõju loodusliku uuenduse kõrguskasvule. Loodusliku uuenduse kõrguskasv oli oluliselt väiksem lageraiejärgse metsakultuuri kasvust. Okkakeemia analüüs näitas lämmastiku sisalduse vähenemist uuenduse okastes vanametsa täiuse suurenedes. Parema boniteediklassiga puistus oli loodusliku uuenduse okastes rohkem fosforit. Saadud seosed kinnitavad vajadust kehvemaboniteediliste männikute uuendamisel vana metsa turbe all viia vanametsa täius eduka loodusliku uuenduse saamiseks aegjärkse raie rakendamisel madalamale kui viljakam kasvukoht seda nõuaks. Magistritöö põhjal võib soovitada vähendada metsamajandamise eeskirjas ettenähtud aegjärkse raie esimese järgu järgset minimaalset täiust seniselt 50 protsendilt 30-le. Töö tulemustel tehtud järeldused toetavad mitmete Eesti metsateadlaste varem soovitatud seisukohti aegjärksete raiete rakendamisel. Uurimist vajaks veel loodusliku uuenduse kõrguskasv pärast aegjärkse raie viimast raiejärku ehk pärast vanametsa eemaldamist: kui kiiresti saavutab vanametsa mõjust vabastatud uuendus lageraiejärgselt rajatud männikultuuriga võrdse kõrguskasvu.In connection with the increase in the percentage of areas with forest management restrictions in Estonian forests, the need to pay more attention to alternative regeneration methods grows proportionally. One of the most widely studied alternative methods for pine forest regeneration is achieving the natural regeneration of pine by uniform shelterwood cutting. Unfortunately, employing shelterwood cutting involves several silvicultural problems, therefore there exist only a few successful examples about it in practical forest management. The main objective of this thesis is to study the effect of overstory density on the growth rate of natural regeneration during the first ten years following uniform shelterwood cutting, and compare the results with the restrictions applied in current Estonian forestry legislation to the performance of uniform shelterwood cutting. For this purpose, pine forests of the Rhodococcum site-type were studied where uniform shelterwood cutting had been performed over the last ten years. To conduct the study, 10 plots were established in south-east Estonia for assessing the overstory trees’ growth parameters and inventorying total regeneration. In order to assess the factors that influence regeneration, needle and soil samples were collected from the plots. The results of the study revealed the effect of overstory density on the height growth of natural regeneration. Height growth of natural regeneration was slower than the growth of a forest that had been artificially regenerated after clear-cutting. Needle chemistry analysis showed a decrease in nitrogen content in the needles of natural regeneration as the overstory density increased. In case of forest stands with better quality class, the needles of natural regeneration contained more phosphorus. The obtained results refer to the need to reduce overstory density to a lower level in lower quality sites than required in fertile sites for the successful regeneration of pine forests when employing uniform shelterwood cutting. Based on the Master’s thesis, we propose to decrease the minimum overstory density required after the establishment cut from 50% (by the current forest management regulations) to 30%. Conclusions drawn based on the results of the study support the proposals made earlier by several Estonian forest researchers regarding the performance of uniform shelterwood cutting. Further research is needed to clarify the effect of overstory density on the height growth of natural regeneration following the last cutting stage, i.e. after overstory removal: how fast will the regeneration, released from the effects of the overstory, achieve equal height growth with artificially regenerated pine stand following a clear-cutting