Рубка в Сергиево-Посадском лесничестве

1. Уход в молодняках, включающий осветление и прочистку.

2. Рубки ухода в средневозрастных древостоях, включающие прореживание.

3. Рубки ухода в приспевающих древостоях, включающие проходные рубки.

4. Рубки ухода в спелых и перестойных насаждениях, это рубки обновления и переформирования.

Особое значение имеют рубки ухода, в искусственных молодняках интенсивно зарастающие лиственными породами вегетативного происхождения. Если за такими культурами не проводятся лесоводственные уходы, то они быстро снижают сохранность, находятся в заглушенном состоянии и погибают.

Поэтому необходимость в уходе за молодняками вызывается [20]:

1. Опасностью заглушения ценной породы кустарниковыми и второстепенными лиственными породами.

2. Неблагоприятными внешними воздействиями.

3. Высокой пожарной опасностью, особенно в хвойных молодняках.

В лесоводстве принято различать уход на раннем этапе формирования молодого поколения до его смыкания (осветление) и после смыкания в фазе чащи (прочистка).

Осветления проводятся в первое десятилетие с целью ухода за составом молодняка и создания благоприятных световых и почвенных условий для главной породы. Первое осветление обычно направлено на борьбу с заглушающим влиянием травянистой растительности, а затем на удаление кустарников и лиственных пород особенно порослевого происхождения затеняющих главные породы сверху. Поэтому вид рубки называется осветление. Следовательно, основной задачей осветления является обеспечение преобладания лучших экземпляров главных пород и создания оптимальных световых и почвенных условий.

Термин «осветление», подчёркивает И.С. Мелехов (1989), не охватывает все стороны ухода в молодняках раннего возраста, так как при этом имеет место ослабление не только конкуренции за свет, но и за влагу и питательные вещества почвы.

Прочистки в молодняках в фазе чащи, то есть после общего смыкания молодняка, в возрасте от 11 до 20 лет за хвойными породами. При прочистке, так же как и при осветлении, уход производится за наиболее ценными породами, а в пределах породы - за более ценными экземплярами.

Прореживание - рубка ухода, проводимая в молодняках второго класса возраста и средневозрастных древостоях с целью создания благоприятных условий для правильного формирования ствола и кроны. Этот вид рубок наиболее важный и трудоёмкий в исполнении. Он менее окупаемый, но имеет большее значение, чем проходные рубки.

Проходная рубка - рубка ухода, проводимая в средневозрастных древостоях с целью создания благоприятных условий для увеличения прироста лучших деревьев (уход за приростом - по Г.Ф. Морозову).

Согласно «Правилам ухода за лесом» возрасты насаждений для каждого вида рубок ухода устанавливаются в зависимости от природных особенностей регионов и возраста главных рубок. Проходные рубки заканчиваются не позднее, чем за один класс до возраста спелости древостоев. Как элемент промежуточных рубок, проходные рубки экономически наиболее эффективны.

Рубки формирования ландшафта (ландшафтные рубки) направлены на формирование лесопарковых ландшафтов и повышения эстетических, оздоровительных свойств леса и формирование устойчивых насаждений. Этот вид рубки проводится в лесах рекреационного назначения.

Задачи рубок ухода осуществимы в полной мере в том случае, если они выполняются на всех этапах формирования леса, то есть если уход начинается своевременно и продолжается до возраста главной рубки.

В последний период в официальных документах появился термин «рубки переформирования и обновления».

Рубки переформирования - рубки ухода, проводимые в сформировавшихся средневозрастных и старшего возраста насаждениях с целью коренного изменения их состава, структуры, строения путём регулирования и создания благоприятных условий роста деревьев целевых пород, поколений, ярусов. Эти рубки в средневозрастных древостоях являются рубками ухода, а в старшем возрасте - рубками главного пользования.

Рубки обновления - рубки ухода, проводимые в приспевающих, спелых и перестойных насаждениях для роста молодых перспективных деревьев, имеющихся в насаждениях. Рубки обновления по существу можно отнести к рубкам главного пользования.

Новые виды рубок ухода - переформирования и обновления учёными и практиками лесного хозяйства восприняты неоднозначно. Диапазон оценки новых видов рубок достаточно широк. Отметим диаметрально противоположные. А.И. Кудинов (директор учебно-опытного лесхоза Приморской государственной сельскохозяйственной академии) позитивно оценивал последствия этих рубок для кедрово-широколиственных лесов Приморья. Профессор А.В. Побединский отмечал, что рубки обновления и переформирования ничего принципиального не вносят в науку и практику, а только создают путаницу [22].

Теория и практика рубок ухода опирается на биологически, экологические и экономические факторы. До настоящего времени нет единого мнения о влиянии рубок ухода на продуктивность леса. Основная задача теории рубок ухода по данным И.С. Мелехова (1989) заключается в сложности вопроса о влиянии рубок ухода на продуктивность леса. Длительное время в лесоводстве этот вопрос решался однозначно и сводился к признанию повышения общей продуктивности древостоев под влиянием изреживаний. В настоящее время в лесоводстве сформировалось и обратное положение, отрицающее возможность заметного повышения количественной продуктивности древостоев в результате рубок ухода. Это положение разделяется большинством специалистов по уходу за лесом. Длительный зарубежный и отечественный опыт стационарного изучения рубок ухода показывает, что в чистых одновозрастных древостоях существенно повысить количественную продуктивность не представляется возможным. Более выраженный положительный эффект повышения продуктивности насаждений рубками ухода достигается в смешанных разновозрастных древостоях. Здесь рубки ухода могут служить инструментом регулирования состава древостоя, создания оптимальных параметров возрастной структуры и в результате повышения продуктивности древостоев в соответствующих условиях. С помощью рубок ухода можно влиять на качество выращиваемой древесины.

В современных экономических условиях объектами рубок ухода в молодняках являются в основном искусственные насаждения, реже ведутся уходы за подростом и самосевом естественного происхождения. Вырубаемый при рубках ухода хворост неликвид чаще оставляется на месте для перегнивания, так как не имеет сбыта особенно в многолесных районах. Поэтому цель рубок ухода в молодняках заключается в повышении полезности леса в будущем.

Динамичность леса - одна из фундаментальных основ для теоретического осмысления рубок ухода и их практического воплощения. Известный специалист по рубкам ухода А.В. Давыдов (1971) считал, что рубки ухода, интенсивность которых равна естественному отпаду, приводят к высшей производительности насаждений или, во всяком случае, не снижают нормальную производительность и обеспечивают нормальный объём рубок в спелых и перестойных древостоях.

По данным С.Н. Сеннова (2005) положительные последствия рубок ухода могут проявиться при соблюдении следующих условий:

1. Правильный отбор деревьев в рубку, несмотря на затруднения с реализацией древесины и пониженной окупаемостью рубок ухода.

2. Своевременное начало и окончание рубок. Если опоздать с началом ухода за сосной, и первые рубки ухода провести в возрасте 20-25 лет, то её состояние в лиственно-сосновом древостое настолько ухудшится, что уход за ней потеряет всякий смысл.

3. Регулярное повторение рубок необходимо, так как через определённый период времени в древостоях снова появляется сухостой, угнетённые, фаутные экземпляры. Поэтому запаздывание с очередной рубкой уменьшает результативность прежнего ухода.

4. Технологическая аккуратность рубки. Неправильная технология может привести к значительному повреждению оставленного древостоя, к его ослаблению, заражению болезнями и вредителями.

В зависимости от экономических, биологических и экологических факторов прочистки проводят либо равномерно по всей отведённой для неё площади, либо на части её, приурочивая к определённым местам. Частичная прочистка более доступна экономически и оправдывается биологически. Она может быть коридорной, выборочной, полосной или групповой.

4.2 Организационно-технические элементы рубок ухода

Проведение рубок ухода в молодняках основывается параметрами следующих организационно-технических элементов [22].

1. Начало рубки ухода. В молодняках рубки ухода начинают в раннем возрасте. Обычно в пределах первого десятилетия проводят два осветления. Необходимость проведения осветлений определяется условиями роста главной породы, заглушающего влияния травянистой растительностью и лиственными породами. В пределах второго десятилетия проводятся две прочистки с примерным сроком повторяемости 5 лет.

2. Интенсивность изреживаний. Этот элемент обычно выражается в процентах от запаса древостоя перед рубкой или степенью снижения его относительной полноты. Различают шесть степеней интенсивности: очень слабую, при выборке до10 % запаса; умеренную 11-20 %; среднюю 21-35 %; сильную 36-50 % и очень сильную, когда в рубку назначают более 50 % запаса древостоя. Интенсивность осветлений и прочисток обычно назначается максимальной, особенно в искусственных насаждениях.

3. Очерёдность назначения рубок ухода. Является важным организационно-техническим элементом, поскольку экономические условия не позволяют вести рубки ухода во всех молодняках высокой полноты. Поэтому они проводятся в наиболее ценных насаждениях.

В первую очередь в искусственных молодняках с затенёнными главными породами, в которых возможно интенсивное снижение сохранности и высокая вероятность гибели лесных культур.

Во вторую очередь в смешанных молодняках с главными породами в составе более 5 единиц, которые затеняются второстепенными и нежелательными породами и в чистых перегущенных молодняках ценных пород.

4. Сезон рубки. В молодняках рубки ухода проводят обычно в облиственном состоянии и лучше всего ранней весной, так как за весь последующий вегетационный период молодняк восстанавливает свою устойчивость. Облиственное состояние позволяет правильно определить интенсивность рубки ухода. Рубки обновления и переформирования желательно проводить в зимний период, когда снежный покров способствует лучшему сохранению естественного возобновления главной породы.

4.3 Лесоводственные требования к технологическим процессам рубок

Лесоводственные требования к технике и технологии рубок ухода за лесом следует формализовать по структурно-параметрическим изменениям лесной экосистемы, вызванным работой механизмов и лесозаготовительной техники [22].

Необходимо уделять внимание, прежде всего, формализации изменений экосистемы на входе, в момент каждого разреживания, и на выходе её, после каждого этапа формирования леса. Особое значение для установления критериев рассматриваемых требований имеют те входные показатели, которые оказывают существенное влияние на выход экосистемы. Многими исследователями установлено, что существенное влияние на состав, продуктивность древостоев и качество древесины, т.е. на выход экосистемы, оказывают изменения параметров таких входных показателей, как площадь сечения или запас древесины. Интенсивность каждого разреживания устанавливается по проценту вырубаемого запаса или суммы площадей сечения.

Срок повторяемости рубок связан с восстановлением и увеличением прироста, который заканчивается после снижения прироста, вызванного ухудшением световой обстановки. Перед каждой повторной рубкой С.Н. Сеннов (2005) рекомендует сравнивать сумму площадей сечения на контрольном участке и на участке с разреживаемым древостоем. Рекомендации по лесоводственным требованиям по рубкам ухода должны быть построены с учётом характера влияния операций лесосечных работ на параметры указанных входных показателей.

В официальных рекомендациях по лесоводственным требованиям к технологическим процессам не приводятся обоснования предложенных критериев.

Для каждого вида рубок ухода (в пределах равнинных лесов) приводятся допустимые размеры погрузочных площадок, ширина технологических коридоров, расстояния между технологическими коридорами, повреждения оставляемых деревьев, количество деревьев, повреждённых до степени прекращения роста.

Эти требования не лишены недостатков. В учебных целях рассматриваются лишь некоторые из них и только научно-методического характера.

Отмеченное в общих положениях требований допустимое давление на грунт при нормальной нагрузке в рабочем режиме в летний период не более 60 КПа для гусеничных и 120 КПа для колёсных движителей вряд ли можно считать бесспорным. Во-первых, допустимое давление на грунт для всех лесосечных машин, в том числе и разными типами движителей, должно быть одинаковым. Во-вторых, даже после работы лесозаготовительных машин с одинаковым давлением на грунт на участках различных типов леса характер изменения физических свойств почв (плотность, общая порозность и др.) будут разными, так как он зависит, прежде всего, от их механического состава и влажности. Надёжными показателями характера воздействия на почву лесосечных машин в момент рубки является степень минерализации почвы, изменения плотности и общей порозности, обуславливающие водно-воздушный и тепловой режимы почвы и, следовательно, возможные пути формирования леса под влиянием рубок ухода [1, 25].

Из всех признаков измененных лесосечными работами, наибольшее значение имеют показатели лесной экосистемы и, прежде всего, площадь сечения или запас древесины, которые оказывают существенное влияние на выход её (продуктивность древостоя, качество древесины и т.д.). Поэтому при обосновании допустимых параметров этого признака их необходимо использовать во всех возможных моделях. Что касается допустимого числа повреждённых деревьев (2-3 %), то оно находится в пределах точности учёта деревьев, принятой в научных исследованиях. В практике же лесного хозяйства точность учёта деревьев обычно принята в пределах 5-10 %. Поэтому для практического использования при оценке качества рубок ухода необходимо учитывать научно обоснованное допустимое повреждение деревьев (в относительных и абсолютных величинах).

4.4 Организация и технология рубок ухода за лесом

Организация работ по рубкам ухода за лесом сводится к следующим основным мероприятиям: выбору участков леса, составлению технологических карт, подготовке механизмов и машин, формированию бригад, выбору техники и технологии лесосечных машин. При этом учитываются природа леса, эколого-географические условия, уровень механизации, стоимость затрат на проведение рубок ухода и т.д. Ещё в прошлом столетии профессор М.Е. Ткаченко указывал, что в целях сокращения затрат на проведение рубок целесообразно сосредотачивать их в одних местах. Несмотря на повышение производительности труда, сокращение транспортных расходов, упрощение руководства работами, усиление контроля за их выполнением, академик И.С. Мелехов отмечал и негативные стороны использования поквартальной организации (необеспеченность регулярного и своевременного ухода за лесом). Поэтому для практики лесного хозяйства он отдаёт предпочтение блочной организации рубок [15]. При блочной организации рубок ухода лесничество, участковое лесничество или технический участок обычно разбиваются на десять блоков, с целью охвата рубками соответствующих территорий леса за ревизионный период (10 лет). Размер блоков рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить равномерно загрузку технических средств и рабочей силы. Ежегодно рубка осуществляется в пределах одного блока.

Как и на рубках главного пользования при проведении рубок ухода принято три способа трелёвки: деревьями, хлыстами и сортиментами. Особенности технологий лесосечных работ в значительной мере зависят от возраста древостоя (вида рубок), способа трелёвки, параметров пасек и волоков, а также от систем лесозаготовительных машин. Многие исследователи считают технологии, предусматривающие трелёвку сортиментами, наиболее перспективными.

Приняты следующие технологии лесосечных работ на рубках ухода: линейная (ширина пасек 4,0 и 5,3 м), линейно-пасечная (8 м), узкопасечная (ширина пасек 16 и 24 м), среднепасечная (32 и 64 м), широкопасечная (свыше 64 м).

В нашей стране чаще всего применяются узкопасечная (с шириной пасек до 25-30 м), среднепасечная (25-50 м) и широкопасечная (свыше 50 м). На лесосеках с использованием узколенточной технологии предпочтение отдаётся валочно-пакетирующим машинам, при средне- и широкопасечной технологиях сложнее применять механизацию.

Наиболее сложно применять механизацию при уходе за молодняками. Здесь часто используются ручные мотокусторезы Секор-3, шведский кусторез «Хускварна». В лесных культурах с междурядьем более 3 м А.С. Тихонов перспективным считает роторный рубщик РКР-1,5. Широкое применение в лесных культурах нашли сельскохозяйственные тракторы со специальным оборудованием: каток ножевой КОК-2 (агрегатируется с трактором ЛХТ-55), кусторез КОК-2,3.

Наиболее распространённой технологией прореживаний и проходных рубок считается среднепасечная с шириной пасек 31-50 м. Среднепасечная технология с трелёвкой хлыстов за вершины колёсным трактором показана на рисунке 2. Здесь на валке леса используются бензопилы, а трелёвка деревьев или хлыстов осуществляется за вершину.

Рис. 2. - Среднепасечная технология с трелёвкой хлыстов за вершины колёсным трактором: 1 - угол валки, 2 - хлыст, 3 - технологический коридор, 4 - трелёвка, 5 - прямой поворот, 6 - погрузочная площадка, 7 - штабель хлыстов, 8 - лесовозная машина, 9 - поворот с закруглением, 10 - лесовозная дорога

В нашей стране в последнее время находит всё большее применение на рубках ухода сортиментная технология на базе финских и шведских лесосечных машин. Чаще всего применяется «Харвестер» и «Форвардер». Первый срезает дерево, удаляет сучья и производит его раскряжёвку. «Форвардер» же укладывает сортименты в тележку и вывозит к лесовозной дороге.

Наибольшее применение сортиментная технология (на базе «Харвестеров» и «Форвадеров») при рубках ухода получила в лесах Республики Карелия. За 2003 год объём заготовки леса крупными и средними предприятиями ЛПК (лесопропромышленными комплексами) Республики Карелия составил 4766 тыс. м³, в том числе по сортиментной технологии около 40 %. Технологические схемы разработки лесосек с использованием «Харвестера» и «Форвадера» обстоятельно рассмотрены в разделе, касающегося опыта рубок ухода в зарубежных странах [22].

4.5 Оценка качества рубок ухода за лесом

В практике лесного хозяйства уделяется большое внимание качеству проведённых работ, связанных с рубками ухода. Критерием оценки качества рубок ухода за лесом являются требования нормативных документов. К ним относятся: Отраслевой стандарт (ОСТ 56-97-93) «Рубки ухода за лесом. Оценка качества»; Правила ухода за лесом, 2007 [24]; Лесоводственные требования к технологическим процессам рубок ухода, 1993; Региональные программы рубок ухода; наставления по отводу и таксации лесосек в лесах РФ; ОСТы и наставления, касающиеся натурных лесоустроительных и лесохозяйственных знаков, освидетельствования мест рубок.

Проверку состояния лесных участков, пройденных рубками ухода, осуществляют специалисты и руководящие работники лесного хозяйства разного ранга. Проверке подлежат площади рубок на разных этапах формирования леса после каждого прореживания.

Основным документом для оценки качества работ при рубках ухода является ОСТ 56-97-93 «Рубки ухода за лесом. Оценка качества». Этот стандарт используется при оценке качества осветлений, прочисток, прореживаний, проходных рубок, рубок обновления, переформирования, ландшафтных, а также выборочных санитарных [27].

Качество работ по рубкам ухода на каждом этапе формирования леса в соответствии с указанным стандартом (ОСТом) оценивается по трём классам качества:

- первый класс включает все параметры показателей качества выполненных работ соответствуют оптимальным, проектируемым на основании требований правил ухода за лесом;

- второй класс включает параметры показателей качества выполненных работ соответствуют предельно допустимым согласно требованиям правил ухода за лесом;

- третий класс все параметры показателей качества выполненных работ превышают предельно допустимые правилами ухода за лесами.

К предлагаемым показателям и критериям оценки качества рубок имеются следующие замечания. Вызывает затруднение в разделении I и II классов качества, так как и в том и другом классе параметры показателей качества выполненных работ соответствуют требованиям правил ухода за лесами.

Общая оценка качества отвода участков и проведения рубок ухода в лесничестве определяется показателем класса качества для всего комплекса оцениваемых участков, получивших положительную оценку (I и II классы качества).

Глава 5. Программа, методика и объекты исследований

5.1 Программа исследований

Программой исследований предусматривалось изучить следующие вопросы:

1. По таксационным описаниям и документации лесничества проанализировать спелые и перестойные насаждения по их количеству, соответствию породного состава условиям произрастания и качеству древостоев;

2. Изучить возможность переформирования и обновления насаждений с использованием естественного возобновления предварительной генерации;

3. Заложить пробные площади с целью изучения естественного возобновления древесных пород по основным показателям: породному составу, количеству, жизнеспособности, возрасту, высоте и равномерности размещения по площади;

4. Проанализировать применяемые технологии рубок ухода в лесничестве и в первую очередь на рубках обновления и переформирования;

5. Изучить теорию и практику по основным видам рубок ухода, их организационно-технические элементы;

6. Проанализировать лесоводственные требования к технологическим процессам применяемых в лесничестве рубок ухода;

7. Сделать оценку качества и лесоводственно-экономических показателей рубок ухода;

8. По результатам исследований сделать выводы и рекомендации по обновлению и переформированию приспевающих, спелых и перестойных насаждений;

9. Проанализировать состояние безопасности жизнедеятельности на предприятии, при необходимости дать предложения по их улучшению.

Особое внимание уделялось изучению естественного возобновления ели европейской под пологом спелых и перестойных насаждений разного породного состава, полноты и сомкнутости.

5.2 Методика исследований

Основное направление исследовательских работ заключалось в организации рекогносцировочных обследований спелых и перестойных насаждений с целью изучения естественного возобновления под их пологом.

При рекогносцировочном обследовании определяли типы леса, возраст, состояние древостоев. Название типа леса давалось по растению, которое являлось индикатором и эдификатором лесорастительных условий [17]. Исследование мозаичности живого напочвенного покрова проводилось с учетом методических указаний Н.В. Дылиса (1989) по изучению парцеллярной структуры лесного биогеоценоза.

Пробные площади закладывались в четырёхкратной повторности для в спелых и перестойных насаждениях с разным породным составом по трём вариантам. С преобладанием в верхнем ярусе ели, берёзы и осины.

Размеры пробных площадей 50Ч50 м или более, в зависимости от размера участка и равномерности изучаемой ситуации. На них определялись исходный тип леса, детально изучалось естественное возобновление по основным показателям, живой напочвенный покров [14, 19].

Детальное описание живого напочвенного покрова проводилось на учетных площадках в количестве от 25 до 50 шт, равномерно заложенных на маршрутных ходах. При ботаническом описании устанавливался перечень видов растений, важнейшие индикаторы и эдификаторы лесорастительных условий вырубок, определялось число ярусов, проективное покрытие, высота, густота и встречаемость растений. Обилие растений устанавливалось по шкалам Друде и Браун-Бланке, втречаемость - по Раункиеру, отмечались жизненность и фенологическое состояние растений.

При планировании объема исследовательских работ количество учетных лент и площадок (n) рассчитывалось по формуле:

n = t² Ч s²/ m²,

где t - критерий Стьюдента, зависит от выбранного уровня значимости, по В.Г. Гольфу обычно t = 2,0(0.05) при пяти процентном уровне значимости, s - среднее квадратическое отклонение, m - ошибка средней, которая не должна быть больше планируемой величины.

Возобновление основных лесообразующих пород учитывалось до рубки под пологом леса на учетных площадках квадратной (1Ч1 м, 2Ч3 и 2Ч5) или круговой формы (радиус 1,13 м и 1,78 м) в зависимости от возраста подроста и его распределения по площади. Количество подроста определялось по формуле:

N = n х 10000/ Р,

где: N - количество подроста на 1 га;

n - количество учтенного подроста на учетных площадках, шт.;

Р - площадь учетных площадок, м².

Исследование последующего и предварительного возобновления леса проводилось по методике И.С.Мелехова (1989). Молодое поколение леса делилось на всходы - возраст 1 год, самосев - от 2 до 5лет и высотой до 0,25 м, подрост - старше 5 лет и выше 0,25 м. По высоте подрост был разделен на следующие категории:

мелкий - высота до 0,5 м,

средний - 0,5 -1,5 м;

крупный - более 1,5 м, но не выше 4 м, в соответствие с «Нормативами для лесоинвентаризационных работ» по учету и оценке естественного возобновления леса.

Для описания качественного состояния подроста использовалась шкала И.С. Мелехова, основанная на дифференциации подроста по морфологическим признакам (прирост в высоту, величина кроны), физиологическому состоянию и техническим качествам:

ББ - благонадежный физиологически, безукоризненный в техническом отношении;

БД - благонадежный физиологически, но дефектный технически;

Сом - сомнительный ;

Н - неблагонадежный;

С - сухой, отмерший.

Е.И. Успенский (1997) установил следующие количественные характеристики основным категориям подроста:

- благонадежный, это соотношение среднего периодического прироста за последние пять лет к предыдущим 5 годам составляет более 1; протяженность кроны 61-80 %, отношение ее длины к диаметру более 0.9; продолжительность жизни хвои около 7 лет;

- сомнительный - соотношение приростов около 1; протяженность кроны 51-60%, отношение ее длины к диаметру 0.6-0.8, продолжительность жизни хвои 5-6 лет;

- неблагонадежный - соотношение приростов меньше 0.8; протяженность кроны 30-50 %, длина ее в 2 раза меньше диаметра; продолжительность жизни хвои менее 4 лет.

Важнейшими показателями при оценке возобновления леса является густота подроста в тыс.шт./га, встречаемость в прцентах и конкурентоспособность благонадежного подроста, устанавливаемая по возрасту в соответствии с моделями формирования молодняков на вырубках. Наибольшее применение в лесохозяйственной практике и научных исследованиях получил первый показатель - густота. Оценка естественного возобновления ели проводилась в соответствии с лесоводственными требованиями ВНИИЛМ по таблице 10. В числителе указано минимальное количество равномерно распределенного и группового жизнеспособного подроста на участках, не требующих проведения лесовосстановительных мероприятий, а в знаменателе количество подроста, при котором проводятся дополнительные меры по возобновлению леса.

Таблица 10 - Количество подроста, подлежащего сохранению при сплошных рубках

Порода	Основные группы типов леса, почвы	Количество подроста, тыс. шт/га в зависимости от категории крупности	Групповой подрост, количество групп на га
		Мелкий 0.1-0.5м	Средний 0.5-1.5м	Крупный > 1.5м
Сосна, Лиственница	Лишайниковые, вересковые и другие типы леса.	8.0	6.0	4.0	0
		2.0-8.0	1.5-6.0	1.0-4.0	0
	Брусничные и близкие к ним типы леса.	5.0	3.0	2.5	600
		1.5-5.0	1.0-3.0	1.0-2.5	300
	Кисличники, черничники и близкие к ним типы леса	6.0	4.0	3.0	500
		1.5-6.0	1.0-4.0	0.5-3.0	200
	Долгомошники, сфагновые и близкие к ним типы леса.	4.0	3.0	2.0	400
		1.0-4.0	0.5-3.0	0.5-2.0	200
Ель, пихта	Кисличники, черничники и близкие к ним типы леса	4.0	3.0	2.0
		1.0-4.0	0.5-3.0	0.5-2.0
	Подзолистые супесчаные и суглинистые	1.5	1.0	0.5
		0.5-1.5	0.3-1.0	0.2-0.5
	Долгомошники, сфагновые и близкие к ним типы леса.	4.0	2.0	2.0
		1.5-4.0	1.0-2.0	0.5-2.0

Характер размещения подроста по площади устанавливался с учетом методик Н.А. Мартынова (1986), А.С. Тихонова (2005), А.А. Гаас (2003). В качестве численного показателя неравномерности распределения деревьев А.А. Гаас предлагает использовать отношение среднего расстояния между ними в группах к среднему расстоянию между деревьями на всей площади. Если вместо среднего расстояния между деревьями подставить значение густоты в группах (N_гр) к общему количеству подроста на участке (N_общ), получим видоизмененную формулу коэффициента неравномерности (КН) размещения подроста:

КН = N_гр / N_общ .

При коэффициенте неравномерности, близким к единице, подрост на участке расположен группами; при КН, близким к нулю, размещение подроста равномерное.

Для каждой градации состояния и высоты подроста изучались не менее трёх модельных деревьев. Одновременно на постоянных пробных площадях у подроста измерялись высота, приросты в высоту до и после рубки, диаметры корневой шейки и на высоте 1.3 м, протяженность и диаметр кроны по двум направлениям (С-Ю, В-З) по методике А.А.Молчанова и В.В.Смирнова с некоторыми дополнениями [14].

Критерием жизнеспособности и конкурентоспособности подроста хвойных пород служат те признаки, которые имеют существенное значение при формировании качественных и количественных показателей будущих молодняков и в целом леса, из которых М.Е.Ткаченко наибольшее значение придавал возрастной и высотной структуре подроста [17].

5.3 Объекты исследований и объем выполненных работ

Для науки и практики особую ценность представляют результаты детальных исследований на пробных площадях [14, 19]. Объектами исследований были подобраны средневозрастные, спелые и перестойные насаждения, где в качестве преобладающих пород были ель, осина и берёза. По каждому варианту было заложено по 4 пробных площади с охватом разной полноты древостоев. Всего заложено 12 пробных площадей. Исследованиями было охвачено 32,9 га насаждений. Для изучения возобновления леса и состояния живого напочвенного покрова было заложено 120 круговых площадок (4,0 м² и 10,0 м²) и 140 квадратных площадок (1Ч1 м, 2Ч3 м и 2Ч5 м) в зависимости от высоты и возраста подроста как на вырубках, так и под пологом леса. Для изучения биометрических параметров подроста были измерены 180 деревьев ели.

Для изучения взаимовлияния древесных пород в биогруппах, формирующихся на вырубке с верхним пологом из ели или березы было проведено картирование участков с точным измерением расстояний между деревьями с помощью лазерной рулетки Leica Disto (точность измерения ±2 мм). Картирование части пробных площадей проводилось с помощью лазерного тахеометра и приборов GPS. Здесь же в биогруппах произведено описание живого напочвенного покрова. Всего детально изучено 36 биогрупп с числом деревьев от 3 до 27 в каждой [14].

Для определения прироста по диаметру были сделаны спилы модельных деревьев и измерены по общепринятой методике. Под пологом формирующегося леса и под пологом хвойных и лиственных биогрупп был изучен отпад ели, рассчитана его величина, проведен анализ причин отпада и изучена возрастная структура сухостоя.

Глава 6. Анализ рубок ухода в сергиево-посадском лесничестве и проект мероприятий по их совершенствованию

6.1 Анализ применяемых технологий рубок ухода

Сергиево-Посадское лесничество (бывший Загорский опытно-механизированный лесхоз ВНИИЛМ) имеет богатую практику проведения рубок ухода в молодняках. В его лесном фонде проходили опытную проверку все методы, способы и технологии рубок ухода которые впоследствии внедрялись в производство. Наиболее широкое применение получил коридорный метод, который применяется при затенении главных пород рядовых культур первого и второго десятилетия [5]. Коридор образуется в результате удаления особей нежелательной древесно-кустарниковой растительности в рядах культур и вдоль их. При уходе за хвойными породами рекомендуется при высоте мелколиственных пород 1 м вырубать с обеих сторон рядов культур полосы шириной 1 м. В результате получается коридор шириной 2 м, в центре которого располагается ряд культивируемых хвойных пород. При высоте лиственных 2 м ширина коридора будет 4 м, при высоте 3 м ширина коридора 5-6 м. Повторяемость рубок ухода 5 лет. Чтобы коридоры не являлись удобным местом для прохода животных и отдыхающих, при котором культуры вытаптывались бы и повреждались, крупных хворост неликвид необходимо укладывать поперёк рядов. Коридорный метод рекомендуется применять в культурах с рядовым размещением посадочных мест. Именно для таких культур был разработан коридорный метод.

Для проведения ухода в основном применяется ручной инструмент и шведские кусторезы «Хускварна». В лесных культурах с междурядьем более 3 м и при отсутствии пней перспективным является роторный рубщик РКР-1,5, выполняющий одновременно несколько операций. Пригибает удаляемую древесно-кустарниковую растительность на полосе шириной 1,5 м, срезает, измельчает и равномерно по площади разбрасывает измельчённую массу. Рабочим органом является роторный барабан с 20 молотковыми ножами. РКР-1,5 агрегатируется с трактором МТЗ-52, от карданного вала которого приводится в рабочее положение. Агрегат обслуживается одним трактористом. Производительность 1,28 км/час, или 2-2,5 га в смену. Агрегат проходит с двух сторон каждого ряда культур и уничтожает всю растительность.

Недостатком такой технологии является быстрое восстановление лиственных пород на месте вырубленных и вследствие этого необходима частая повторяемость рубок ухода. Кроме этого в рядах культур остаются нежелательные деревья, которые приходится удалять вручную или с помощью или с помощью ручных кусторезов. Высокая доля ручного труда также является отрицательной стороной этой технологии.

В сплошных культурах с междурядьями 2 м применяется линейный метод, когда в 10-15 летнем возрасте вырубают подряд все деревья 4, 8, 12 рядов. Через 5-8 лет в следующую рубку удаляются срединные ряды в образовавшихся кулисах. Третья рубка также через 5-8 лет ведётся на селекционной основе, путём удаления нежелательных деревьев: отстающих в росте IV и V классов Г. Крафта, сухостойные, наклонившиеся, поражённые грибными заболеваниями и вредителями, мешающие росту лучших деревьев, особи нежелательных пород или с низко опущенной кроной и техническими дефектами ствола.

Недостатком такого метода рубок ухода является обязательная уборка порубочных остатков с места рубки, так как они повышают пожарную опасность лесных культур. Возрастает опасность снеголома, развития подкорного клопа, майского хруща [13].

Широкое применение при рубках ухода в молодняках сплошным методом получил каток-осветлитель КОК-2. Он навешивается впереди трактора ЛХТ-55. Вначале на деревья давит валочный брус, который наклоняет их, а каток с шестью пластинами-ножами дробит. На краях бруса имеются боковые направляющие, предотвращающие скольжение стволиков вдоль барабана. Машина проходит вдоль рядов культур со скоростью 2,5-3,3 км/час и уничтожает все деревья и кустарники полосой 2 м.

Однако сплошной способ имеет следующие существенные недостатки:

1. Ухудшается санитарное и эстетическое состояние на лесокультурной площади, так как лиственные породы катком осветлителем приземляются не полностью, и они в ослабленном состоянии могут существовать несколько лет. Особенно это характерно для культур старшего возраста, когда лиственные породы в междурядьях достигают значительной высоты. Наиболее неприемлема в этом отношении берёза, осина и ольха катком ломаются более успешно [1, 28].

2. В междурядьях уничтожается предварительное и последующее естественное возобновление ели и лучшие экземпляры лиственных пород, которые желательно сохранять для повышения продуктивности и устойчивости формируемого насаждения. По результатам наших исследований в междурядьях насчитывается от 250 до 850 шт. благонадёжного подроста ели различного возраста.

3. Уничтожаются полезные представители лесного зооценоза (муравейники, гнёзда птиц, выводки зайца), особенно при проведении ухода в весенне-летний период.

Основные лесоводственные требования при проведении прореживаний и постепенных рубок ухода за лесом заключается в следующем. Лесосеки разбиваются на магистральные и пасечные волоки, организуются специально подобранные и подготовленные площади под верхние склады (погрузочные площади). В технологии рубок ухода учитываются организационно-технические моменты рубок ухода главного пользования. При назначении сети технологических коридоров в насаждениях, формируемых рубками ухода учитывать среднее расстояние между деревьями в возрасте спелости, чтобы при уходах максимально снизить число механически (без индивидуального отбора) вырубаемых деревьев за счёт ширины и густоты волоков [1].

Прорубка технологических коридоров необходима не только для создания волоков, но и для изменения освещённости, режима воздуха и почвы в прикоридорных полосах, что сказывается на росте и состоянии деревьев. В лиственно-еловых насаждениях это достигается шириной коридоров 6-8 м.

Оптимальная ширина пасек должна быть равной полуторной высоте древостоя. Исходя из этого, расстояние между волоками при уходе за молодняками составляет 15-20 м, в средневозрастных и приспевающих насаждениях 30-40 м. Максимально допустимая площадь волоков не должна превышать соответственно 20-25 м и 10 % общей площади участка [22].

Технология рубок предусматривает мероприятия по снижению повреждаемости оставляемых в древостое деревьев. Применение определённой направленности и последовательности валки, использование отобранных деревьев, укрепление волоков порубочными остатками для снижения повреждаемости корней оставленных деревьев и др. Технология рубок включает и мероприятия против развития эрозийных процессов почвы (прокладку волоков с учётом рельефа местности, укрепление волока сучьями, трелёвку способами, предоставляющими или уменьшающими минерализацию почвы и т.д.). Длина пасечных волоков в равнинных лесах защитного назначения не должна превышать 200 м, а в лесах промышленного назначения не более 300 м.

При валке бензопилами хлысты трелюются с пасек за вершину для сохранения подроста и уменьшения повреждаемости оставляемых деревьев. Трелёвка за комель допускается при прорубке волоков, разрубке верхних складов (погрузочных площадок), а также пакетов после валочно-пакетирующих машин с волока. Пни на волоках и погрузочных площадках спиливают вровень с землёй.

Подготовительные работы. Подготовительные работы при рубках ухода обеспечивают высокопроизводительный и безопасный труд. Они включают работы, выполняемые при отводе лесосек: выбор технологической схемы организации лесосеки, места верхнего склада и его ограничения, разметка лесорастительных и пасечных волоков, перечёт деревьев; составление технологической карты разработки лесосеки; работы, выполняемые перед началом разработки лесосеки в соответствии с утверждённой технологической картой; подготовка верхних складов и магистральных волоков, ограничение зон безопасности, рубка намеченных в них деревьев, установка до начала валки предупреждающих знаков, подготовка мест, хранение топливо смазочных материалов и стоянки трактора, установка передвижного обогревательного домика.

Перечёт и клеймение деревьев. На волоках и площадке верхнего склада деревья не клеймят. Объём древесины, вырубаемой на этих площадях, устанавливают сплошным перечётом с обязательной отметкой учётных деревьев. Клеймение деревьев диаметром на высоте груди 8 см и более проводят отдельно по каждой пасеке после разбивки на них участка и ограничения магистральных и пасечных волоков в соответствии с технологической схемой его разработки.

Всё разнообразие технологии проведения рубок ухода сводится к четырём вариантам:

- рубки ухода в молодняках с оставлением срезанной древесины для перегнивания или сжигания;

- рубки ухода в молодняках с использованием древесины для заготовки древесной зелени и производства технологической щепы;

- прореживания и проходные рубки с вывозкой хлыстов и оставлением порубочных остатков на месте для перегнивания или сжигания;

- прореживания и проходные рубки с вывозкой хлыстов и отделением древесной зелени от порубочных остатков на верхнем и нижнем складах.

При рубках ухода за лесом с заготовкой ликвидной древесины применяют узко-, средне- и широкопасечную технологию с распространением между трелёвочными волоками составлено 20-30, 35-50 и 60 м и более.

Узкопасечная технология показана на рисунке 3. Предусматривает полную механизацию работ, в том числе укладку деревьев, не выходя за пределы технологического волока. Такая технология позволяет снизить повреждения в пройденном рубкой насаждении, благоприятствует сохранению подроста и исключает необходимость очистки лесосек [20, 22].

Рисунок 3 - Технологическая схема узкопасечной рубки разработанная ВНИИЛМ для равнинных условий: А - пасека после рубки высокой интенсивности; Б - пасека после рубки средней интесивности; 1 - окна без подроста после рубок; 2 - окна с подростом после рубки; 3 - срубленные деревья на волоке; 4 - срубленные деревья на пасеках; 5 - полупасека после рубки; 6 - подрост в окнах; 7 - подрост под пологом; 8 - участки пасек после рубки средней интенсивности.

Узкопасечная технология эффективна не только в естественных насаждениях, но и в искусственно созданных при ширине междурядий 2,5 м и более. Ширина лесной полосы между технологическими коридорами до 30 м. Недостатки этой технологии густая сеть технологических коридоров, занимающих до 15-30 % лесной площади, что снижает продуктивность насаждений; прямолинейность волоков; зависимость ширины пасеки от вылета стрелы гидроманипулятора.

Среднепасечная технология. Применяется в Сергиево-Посадском лесничестве при прореживаниях и проходных рубках. Трелёвочные волоки шириной до 4 м в насаждениях средних классов бонитета прорубают через 40 м, а в насаждениях высших классов бонитета через 50 м. Среднепасечная технология наиболее применима для проходных рубок ухода, а также для постепенных и выборочных рубок главного пользования с возобновлением под материнским пологом хвойных пород [1].

Широкопасечная технология. С лесоводственных и технико-экономических позиций эта технология более применима, так как созданные через 100 м технологические волоки не нарушают оптимальной лесной среды, а использование дорог, просек, прогалин в качестве волоков и складов снижает затраты на организацию территории. Широкопасечная технология эффективна при линейно-селекционном способе ухода в культурах, а также при прочистках и прореживаниях в лесах зелёной зоны с густой сетью дорог.

Очистка мест рубок. Способы очистки лесосек всех видов рубок проводят в противопожарных, санитарных и лесовосстановительных целях.

Это вызвано тем, что после любых рубок леса остаются вершины стволов, ветви, сухие сучья, листва, кора являются очагами образования пожаров, размножения и развития вредителей и болезней, нарушающие процесс естественного возобновления.

Способы очистки лесосек разнообразны: сбор порубочных остатков в кучи или валы для последующего их использования в качестве топлива или для переработки; оставление их на месте для перегнивания, сжигания, разбрасывания измельчённых порубочных остатков по лесосеке, а также для укладки порубочных остатков на трелёвочные волоки.

Способы очистки лесосек устанавливают в зависимости от лесорастительных условий с учётом технологии лесозаготовительных и лесовосстановительных работ. Окончательное решение о способе очистки лесосеки принимают после определения приёма лесовосстановления. В процессе разработки лесосек перед складированием порубочных остатков в поленницы, в кучи или волы собирают зрелые шишки.

Для создания благоприятных условий лесовосстановительным мероприятиям и лесозаготовительным работам рекомендуются следующие способы очистки лесосек от порубочных остатков:

1. Сбор порубочных остатков в кучи и валы для последующего их использования в качестве топлива или для переработки. Его применяют в лесодефицитных: районах на лесосеках складывают порубочные остатки в кучи и валы высотой 1-1,5 м, шириной 1-2 м и укрепляют с двух сторон кольями. Порубочные остатки укладывают комлями в одну сторону. Припуск по высоте на осадку: хвороста - 15 %, хмыза - 20 %. Для предупреждения пожаров собранные кучи порубочных остатков окружают минерализованной полосой шириной 1 м. Порубочные остатки часто перевозят на верхние или нижние склады, откуда их доставляют потребителям.

2. Сбор порубочных остатков в кучи или валы с оставлением их на месте их применения. Его проводят в хвойных и лиственных насаждениях на сырых и мокрых почвах в сосняках или ельниках заболоченных, березняках сырых и застойно сырых. Порубочные остатки собирают в кучи высотой 0,5 м и шириной 1 м, которые укладывают на пониженных местах между пнями. После перегнивания образовавшиеся микроповышения становятся благоприятными для прорастания семян, роста самосева и подроста. При очистке лесосек подборщиками сучьев порубочные остатки укладывают в валы с расстоянием между ними не менее 10 м. Ширина валов до 3 м. Валы хорошо уплотняют гусеницами тракторов. В горных условиях порубочные остатки укладывают в валы перпендикулярно склону [16].

На сухих почвах, в сосняках на каменистых россыпях, дубняках, произрастающих на аналогичных почвах для сохранения влаги и обогащения почвы лесосеки очищают путём измельчения порубочных остатков и разбрасывания их по лесосеке. Этот же приём рекомендуется для ельников на тяжёлых почвах с целью защиты самосева от выжимания заморозками. В горных условиях на крутых склонах и каменистых почвах разбрасывание мелких порубочных остатков предохраняют почву от эрозии и благоприятствуют лесовозобновлению.

3. Сбор порубочных остатков в кучи или валы для их сжигания. Рекомендуют проводить на вырубках со свежими или влажными почвами во время зимних и осенних лесозаготовок. Весной, после таяния снега вырубку дополнительно очищают. При этом собирают оставшиеся после зимнего сжигания остатки сучьев и вершин, укладывают их рядами (параллельно рядам будущих культур) и уплотняют гусеницами тракторов, используемых на посадке леса, а осенью с наступлением дождливой погоды сжигают.

На лесосеках хвойных и лиственных насаждений на супесчаных и лёгких суглинках, в суборях, сосняках смешанных, где произрастает кислица, черника, брусника, таким способом очищают места рубок. В результате сжигания отдельных куч и валов минерализованный слой почвы освобождается от травянистой растительности и лесов. Семена сосны, ели и других пород, попадая на его поверхность, произрастают и успешно развиваются. Сжигание порубочных остатков в кучах и валах снижает кислотность почвы, увеличивает содержание водорастворимого кальция, фосфора и других минеральных питательных веществ.

В различных условиях лесопроизрастания число куч на 1 га устанавливают в зависимости от времени года. На еловых вырубках до выпадения снега делают 150-200 куч размером 3Ч3Ч1,5 м, на сосновых с песчаными почвами 100-150 куч размером 3Ч2Ч1,5. В зимнее время в хвойных и лиственных насаждениях создают 40-80 куч размером 4Ч4Ч2. Ширина валов 2,5-3,5 м, высота - 0,5-0,7 м. Такие размеры куч и валов объясняются тем, что при сильном воздействии огня вводно-физические свойства почвы ухудшаются, усиливается щелочная реакция и создаются неблагоприятные условия для произрастания семян и роста всходов. Там, где на гарях сильно опалена почва, всходы не появляются в течение 10-15 лет [12].

Сплошная огневая очистка лесосек повреждает оставшиеся подрост и семенные деревья, а на очень бедных почвах уничтожает органические вещества, и почва становится ещё беднее. Небезопасен он и в пожарном отношении. Поэтому сплошной пал запрещён [16].

4. Разбрасывание измельчённых порубочных остатков по лесосеке. Этот способ очистки вырубок рекомендуется на песчаных и каменистых почвах, а также на крутых склонах, где имеется угроза смыва почвы водными потоками. Мелкие порубочные остатки и обломки хлыстов плотно прижимают к земле, а крупные укладывают в кучи.

Одновременно под ними освобождают жизнеспособный подрост. Часть сучьев разбрасывают возле групп и одиночных экземпляров подроста. Разбросанные таким образом порубочные остатки защищают подрост от неблагоприятных атмосферных воздействий. В тоже время происходит пополнение почвы органическими веществами. Недостатки этого способа заключаются в возможности его применения только при летней заготовке древесины, повышении пожароопасности, трудности при использовании машин и механизмов на лесовосстановительных работах.

5. Укладка порубочных остатков на трелёвочные волоки. Применяют на сырых почвах, где трактор при неоднократном движении по волоку вминает в почву подстилку, на поверхность выступает вода, вследствие чего снижается производительность трелёвки, площадь заболачивается и остаётся без возобновления.

При разработке лесосек методами, позволяющими сохранить жизнеспособный подрост, места рубок очищают одновременно с заготовкой леса. При трелёвке деревьев на пасеках и волоках остается много обломившихся сучьев и вершин. В сосняках и ельниках, произрастающих на серых почвах, оставшиеся порубочные остатки собирают и укладывают на волоках с последующим уплотнением их тракторами. Сучья и вершины, находящиеся от волока, измельчают и разбрасывают в местах, свободных от подроста.

При валке деревьев вершинами на волок и трелёвками вершинами вперёд сучья укладывают на волок, затем их уплотняют тракторами. Мелкие порубочные остатки в сырых условиях складывают отдельными кучами для перегнивания, в более сухих условиях измельчают и равномерно разбрасывают по лесосеке. Если осуществляют трелёвку деревьев, сучья обрубают на погрузочных площадках и сжигают в специально отведённых местах, находящиеся от леса и других объектов на расстоянии 100 м и более. Площадку, где производят сжигание, окаймляют минерализованной полосой шириной 2 м и более.

После очистки лесосек в установленном порядке проводят освидетельствование мест рубок.

6.2 Анализ результатов исследований

В Сергиево-Посадском лесничестве (было рассмотрено в главе 2) преобладают сложные типы леса. Детальный анализ материалов лесоустройства, приведённый, в таблице 11 показывает, что доля занимаемой площади сложной широкотравной группой типов леса составляет 68,4%. В этих условиях только ель образует древостои первого класса бонитета объясняется это в первую очередь соответствием условий местопроизрастания. По этой причине Клинско-Дмитровская гряда выделена в елово-производительный район, где главной лесообразующей породой дающей наивысшую продуктивность должна быть ель [5, 7].