В настоящее время значительная часть вырубаемых лесов в стране восстанавливается искусственным путем — посевом и посадкой леса.
За 1970—1975 гг. работы по лесовосстановлению в государственном лесном фонде выполнены на площади 12 млн. га и по защитному лесоразведению на площади 1,4 млн. га.
Объем лесокультурных работ постоянно растет, и будущие наши леса в значительной степени будут представлены лесными культурами. В связи с этим в настоящее время придается большое значение работе по созданию высокопроизводительных культур основных лесообразующих пород.
Продуктивность будущих лесов, создаваемых искусственным путем, зависит в значительной степени от исходного материала, используемого для их закладки. В связи с этим лесное хозяйство должно быть обеспечено в первую очередь высококачественными семенами, обладающими наследственностью высокопродуктивных деревьев. Эту задачу решает лесная генетика и селекция и тем самым вносит вклад в решение общей проблемы повышения продуктивности лесов. Усилия больших коллективов ученых, научно-исследовательских институтов направлены в последние годы на разработку методов выведения отбора и размножения ценных форм древесных пород.
Наиболее изучены формы лесообразующих древесных пород, выделяемые по морфологическим признакам и отличающиеся быстротой роста. Наследственность признака высокопродуктивности этих форм еще недостаточно установлена в связи с длительным периодом воспроизводства леса. Однако имеются достоверные данные о том, что в первые годы потомство от выделенных быстрорастущих форм имеет лучшие показатели роста.
По данным ряда исследований, сеянцы сосны обыкновенной, выращенные из семян плюсовых деревьев, значительно превышают сеянцы, полученные от обычных деревьев (на 36—58%). В результате изучения форм в естественных популяциях сосны пришли к выводу, что в 10—38-летних насаждениях особи сосны обыкновенной с признаком треххвойности растут значительно быстрее двуххвойных. Так, в 10-летнем возрасте различие между ними по высоте составило в среднем 20%, по текущему приросту от 20 до 36%.
В 38 лет превосходство сосен с признаком треххвойности стало еще более значительным: по высоте в среднем на 35%, по диаметру на 47%, по текущему приросту на 80—130%. С усилением признака треххвойности и повышением его устойчивости рост сосен улучшается. При значительной представленности треххвойных пучков (16 и более) среднее превышение по высоте двуххвойных составляет 42—48%, а деревьев с 1—5 треххвойными пучками 23—32%.
Сеянцы с треххвойными пучками превышали по высоте двуххвойные на 68%. Сосны с устойчивым признаком треххвойности имеют высоту на 27—29% больше, чем особи со слабой устойчивостью.
Выделены и изучены также быстрорастущие генетические формы некоторых древесных пород. В Шарьинском лесхозе Костромской обл. обнаружен мужской клон триплоидной осины, которая в 14-летнем возрасте имеет запас 174 м3, средний прирост 12,4 м3. Найденный в Курской обл. женский клон триплоидной осины в 50-летнем возрасте имел запас 476 м3/га.
В нашей стране сейчас осуществляется организация сортового семеноводства основных лесообразующих пород, как наиболее доступного и практически осуществимого в настоящее время способа внедрения результатов генетико-селекционных исследований в производство. В результате внедрения селекционных принципов и соответствующих им технологических схем в практику лесного семеноводства лесное хозяйство в ближайший период получит достаточное количество семян с ценными наследственными свойствами. На лесосеменных базах сосредоточиваются отобранные высокопроизводительные насаждения и лесные культуры, а также специально сформированные и искусственно созданные лесосеменные участки и плантации.
При селекционной инвентаризации все насаждения подразделяются на плюсовые (самые высокопродуктивные и высококачественные для данного лесорастительного района), нормальные (высокой и средней продуктивности и хорошего и среднего качества) и минусовые (низкой продуктивности и плохого качества). Деревья также подразделяются на три категории: плюсовые, нормальные и минусовые.
Плюсовые деревья отбирают прежде всего по силе роста и качеству ствола с учетом устойчивости к неблагоприятным факторам, плотности древесины, смолопродуктивности и другим важным для данной породы признакам. Принято, что плюсовые деревья должны превосходить средние показатели насаждения по диаметру минимум на 30 % и по высоте минимум на 10%.
В настоящее время в целом по стране отобрано около 35 тыс. плюсовых деревьев и свыше 8 тыс. га плюсовых насаждений.
Ежегодная потребность семян составляет около 1 тыс. т, в том числе семян сосны, ели и лиственницы — 660 т. Для обеспечения единой технической политики при создании постоянной лесосеменной базы основных лесообразующих пород на генетико-селекционной основе в стране разработаны и утверждены «Основные положения по лесному семеноводству в СССР» (изд. Государственного комитета лесного хозяйства Совета Министров СССР. М., 1976), которые дают теоретическую основу и практическое руководство к проведению работ всеми государственными предприятиями и организациями, осуществляющими ведение лесного хозяйства независимо от их ведомственной принадлежности.
По положению семена подразделяют на три категории: сортовые (отборные), улучшенные и нормальные.
Сортовые семена получают на лесосеменных плантациях от контролируемого опыления между вегетативным потомством лучших по фенотипическим признакам (плюсовых) деревьев или от искусственного скрещивания самих плюсовых деревьев.
Улучшенные семена собирают с лучших деревьев и насаждений при свободном опылении.
Нормальные семена заготавливают в нормальных насаждениях с деревьев удовлетворительных по хозяйственной ценности и состоянию.
Семена всех этих категорий могут быть использованы при лесоразведении и лесовосстановлении, а семена, собранные в минусовых насаждениях и с минусовых деревьев и семена неизвестного происхождения, использовать для выращивания леса запрещается.
Опыт создания прививочных семенных плантаций сосны показал, что их промышленное плодоношение наступает в 12—15 лет. Уже в этом возрасте они дают до 25 кг и более чистых семян. Крупные лесосеменные плантации имеются уже во многих предприятиях страны. Например, в Ленинградской обл. создана лесосеменная плантация в Гатчинском лесхозе на площади 240 га и в Тихвинском — на площади 300 га.
Важную роль в повышении продуктивности лесов выполняет выведение новых гибридов, отличающихся ярко выраженным гетерозисом. Научные учреждения уже создали ценные по быстроте роста, качеству древесины и другим признакам гибриды основных лесообразующих пород — ели, пихты, лиственницы, кедровых сосен, значительно превосходящие по силе роста исходные виды.
Создан ценный гибридный фонд древесных пород и фонд интродуцентов. Например, Всесоюзный научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИИЛМ) из своего фонда гибридов и интродуцентов, многие из которых уже имеют возраст до 40 лет, выделил и внедряет в производство следующие интродуценты и гибриды: ложнотсугу (форма зеленая), ель канадскую, ель колючую (форма зеленохвойная), ели гибридные (Picea pungens X Picea abies и Picea pungeus X Picea canadensis), пихту гибридную (Abies sibirica X Abies nephrolepis), лиственницу японскую, лиственницу польскую, лиственницы гибридные (Larix decidua X Larix leptolepis и Larix sibirica X Larix decidua), кедр сибирский гибридный (от отдаленных внутривидовых скрещиваний), березу японскую и др. Для зеленого строительства рекомендуется более 70 особо декоративных интродуцентов и гибридов.
Среди всех наиболее ценных интродуцентов и гибридов выделены маточные растения, проводятся их первичное размножение и закладка маточно-семеноводческих участков для дальнейшего массового размножения и выращивания в производственных масштабах.
Таким образом, наличие гибридных фондов многих древесных пород обеспечит успешное применение одного из наиболее эффективных селекционных методов — метода повторной гибридизации.
При создании массивных посадок в поймах рек широко используются сортовые тополя, где они же в возрасте 10—15 лет образуют запасы древесины в 400—600 м3/га. Тополя стали одной из главных пород полезащитного лесоразведения в степных и лесостепных районах страны. Осуществление генетико-селекционных мероприятий, охватывающих период от заготовки семян до рубки древостоя, позволяет повысить продуктивность насаждений на 25% и сократить сроки выращивания древостоев на 10—20 лет. Применение же гибридов и сортов быстрорастущих пород, например тополей, позволяет повысить продуктивность создаваемых насаждений в несколько раз.
Для получения высокопродуктивных насаждений необходимо, чтобы высокие наследственные свойства посевного и посадочного материала были максимально сохранены. Это достигается правильным размещением древостоев по соответствующим им почвогрунтам.
В нашей стране накоплен значительный опыт создания высокопродуктивных искусственных насаждений основных лесообразующих пород. Самые высокие запасы среди древостоев европейской части СССР имеют старые насаждения лиственницы в Линдуловской роще под Ленинградом, созданные посевом семян в 1738 г. и посадкой 5-летних сеянцев в 1743 г. На пробной площади в возрасте 216 лет насаждение имело среднюю высоту 38,5 м, средний диаметр 48,4 см, запас 1530 м3, а вместе со вторым ярусом из ели — 1600 м3/га. Культуры лиственницы Сукачева в Лесной опытной даче в 85 лет имели запас 633 м3/га.
В Порецком лесничестве Уваровского лесхоза Московской обл. смешанные лиственничные культуры со вторым ярусом ели, созданные К. Ф. Тюрмером, в 80 лет и старше имели запас 1180 м3/га. Средний запас культур лиственницы европейской в возрасте спелости (80 лет) равен 905 м3/га.
Чистая культура лиственницы, созданная посадкой двухлетних сеянцев на песчаной супеси в 37-летнем возрасте в условиях Белорусской ССР достигла средней высоты 23 м и диаметра 22,2 см, запас древесины при полноте 0,7 равен 288,6 м3/га.
Запасы лучших еловых насаждений искусственного происхождения в равнинных условиях европейской части СССР к возрасту спелости достигают 600—700 м3/га. Высокой продуктивностью отличаются также культуры сосны, особенно сложные со вторым ярусом из ели. Их запас в возрасте спелости достигает 450—550 м3/га.
Береза бородавчатая растет в культурах быстрее и дает более высокие запасы древесины, чем в естественных насаждениях. В Белоруссии в смеси с елью береза растет выше I класса бонитета и в 50-летнем возрасте достигает 22,8 м высоты и 23,8 см в диаметре. Тополевые насаждения образуют запас 300—400 м3/га к 45-летнему возрасту.
Все большее внимание уделяется разработке новых технологий и машин для лесовосстановительных работ на площадях различных категорий. Культуры, созданные укрупненным посадочным материалом, в последующем не нуждаются в агротехническом уходе. Прямые затраты при этом снижаются в 3,4 раза.
Посадка растений с закрытыми корнями (в брикетах) может производиться в течение всего вегетационного периода, за счет чего сокращаются потребность в рабочей силе в напряженный период времени в 4—5 раз и затраты средств — в 1,5 раза.
В нашей стране создано более 9,5 тыс. питомников общей площадью 61,8 тыс. га, в том числе постоянных — около 3,6 тыс. площадью 52,2 тыс. га, на которых выращивают посадочный материал на основе законов генетики и селекции.