Технология рубки леса

Эффективность оставляемых  источников обсеменения всецело  зависит от типа леса и степени  минерализации почвы на вырубках.

Выборочные  рубки

При выборочных рубках периодически вырубается часть деревьев определенного  возраста, размеров, качества, а площадь  постоянно занята древостоем, в котором сохраняются все признаки и свойства леса. Выборочные рубки существенно отличаются от постепенных. Если при постепенных рубках древостой вырубается в течение 20-30 лет, то при выборочных это происходит постоянно, без ограничения времени.

При выборочных рубках, в  сравнении со сплошными, получают всегда крупномерную древесину, и обеспечивается естественное возобновление леса.

Выборочные рубки выполняют  многоцелевые задачи: в лесах III группы основное их назначение - это заготовка древесины, в лесах I группы - усиление средозащитных и социальных функций.

Выборочные рубки проводятся в разновозрастных древостоях сосны, ели, кедра и дуба. Их применение целесообразно на дренированных  почвах и в неперестойных насаждениях, в противном случае имеет место ветровал.

Система выборочных рубок  включает в себя добровольно-выборочные, подневольно-выборочные и приисковые рубки.

Добровольно-выборочные рубки предусматривают вырубку в первую очередь фаутных, перестойных, спелых с замедленным ростом и мешающих росту и развитию молодого поколения леса, а также деревья сопутствующих пород. При этих рубках обеспечивается своевременное использование древесины и сохраняются средозащитные функции леса. Этот способ рубки наиболее совершенный в лесоводственном отношении, но весьма сложный по технике проведения. В результате проведения рубки обеспечивается непрерывное возобновление главных древесных пород, обеспечивается оздоровление леса и постепенная замена старого древостоя молодым, минуя сплошную рубку. Интенсивность рубки - 15-20%, повторяемость - по мере роста подроста, но обычно через 7-15 лет.

Подневольно-выборочные рубки относятся к наиболее старому способу рубок, при котором на лесосеке вырубают отдельные деревья более ценных пород, лучшие по качеству, достигшие определенных размеров. Эти рубки проводились в районах с ограниченным спросом на маломерную древесину и узким ассортиментом использования древесины других пород, а также фаутных и дровяных. Интенсивность рубки достигала 60%.

Интенсивные подневольно-выборочные рубки, как и условно сплошные, приводят к развалу оставшегося древостоя. После таких рубок возобновительный процесс происходит слабо, подрост страдает от конкуренции трав, резких изменений температур.

В настоящее время вследствие негативных последствий подневольно-выборочные рубки в лесах Российской Федерации запрещены.

Приисковые рубки. При этом способе в лесу без отвода лесосек отбирались и вырубались отдельные деревья, отвечающие определенным хозяйственным целям. Обычно при этом способе вырубалось от 1 до 10 деревьев на 1 га площади. Наибольших объемов этот способ рубки получил при Петре I, когда производилась массовая заготовка мачтового леса для кораблестроения.

Поскольку при рубках приисковых вырубалось небольшое количество деревьев на 1 га, а их вывозка осуществлялась сортиментами с применением малогабаритной техники или гужевого транспорта, это не приносило большого вреда лесу. Но систематическое проведение этих рубок в одном и том же насаждении может привести к ухудшению структуры и генетических свойств.

В настоящее время приисковый способ рубки не применяется. Исключение составляет заготовка резонансной древесины, ружейной болванки, наплывов (капов) на деревьях грецкого ореха, карельской березы для изготовления сувениров и  других изделий.

2. Влияние сплошных  и выборочных рубок на лесовозобновление  и генофонд насаждений.

Ключевые слова: восстановление лесов, сплошная рубка, варианты  насаждений, экологические условия

Восстановление лесов  после сплошных рубок является одним  из основных факторов определяющих  эффективность лесопользования  на конкретной территории. Содействие естественному восстановлению леса при сплошных рубках обеспечивает во многом сохранение экологических условий и снижение за счет этого себестоимости дальнейших лесохозяйственных мероприятий, по формированию хозяйственно ценных насаждений. В данном направлении на протяжении 20 века проведены значительные исследования, результатами которых являлось выделение факторов оценки влияющих на эффективность естественных лесовосстановительных процессов на вырубках. Важнейшими из них являются  условия произрастания, виды и технологии сплошной рубки.  В тоже время, несмотря, на многочисленные исследования  не до конца изучены механизмы формирования разных вариантов восстановления леса при сходных условиях произрастания, что существенно усложняет моделирование лесных экосистем на значительных территориях. Наибольшая сложность прогноза естественного восстановления лесных экосистем по породному составу и таксационным характеристикам наблюдается в богатых условиях произрастания, особенно в группах типа леса ельники кисличники. Анализ литературных источников, а также результатов перечета остатков пней показал, что ранее (до интенсивной лесоэксплуатации 30−60 лет назад) произраставшие насаждения в районе исследования  характеризовались высокими показателями полноты и классами бонитета. Они были представлены преимущественно хвойными древостоями и имели двух, трех ярусную структуру со значительным участием в нижнем ярусе подроста ели. Количество мягколиственных пород в структуре верхнего яруса не превышало 4− 5 ед. При проведении сплошных рубок в большинстве случаев не учитывался естественный потенциал восстановления ельников, сплошные рубки проводились без сохранения подроста, определяя последующее восстановления хвойного насаждения через смену пород.

Варианты естественного  восстановления леса определялись по данным 36 пробных площадей  в зависимости от технологии сплошной рубки за период более 50 лет. Все пробные площади приурочены к слабо наклонным, не расчлененным поверхностям, располагающимся относительно далеко от водотоков. Условия произрастания на них характеризуются чередованием небольших участков кислично-черничных и неморальных ельников с преобладанием легкосуглинистой и супесчаной почвы подстилаемой средними и тяжелыми моренными суглинками. Проведенные исследования позволили установить несколько вариантов проведения сплошной рубки, существенно повлиявших на дальнейшую динамику естественного восстановления  насаждений.

1)    Без сохранения подроста

2)   Без сохранения подроста с оставлением куртин или групп березы

3)   Без сохранения  подроста и оставлением куртин или групп осины

4)   С сохранением подроста Применение различных схем заготовки зависело от состава насаждений, его возраста и расположения подъездных путей.

По составу насаждений особое значение при выборе вариантов  рубки уделялось наличию в  насаждении деревьев малоценных пород  осины, ивы, рябины. Технологические  процессы сплошных рубок проводившихся  более 20 лет назад частично устанавливались по единично сохранившимся пням хвойных деревьев, кучам или валам порубочных остатков, уплотнению почвы и возобновлению на вырубке. Первый вариант (без сохранения подроста)  часто применялся при проведении сплошных рубок более 40−50 лет назад в хвойных насаждениях с незначительной примесью березы. Данный вид рубки характеризуется бессистемной трелевкой древесины, из-за которой уничтожали весь подрост ели. Единично сохранившиеся куртины ели были приурочены к окнам насаждений. В большинстве случаев часть деревьев ели в них повреждено при валке и трелевке леса. На таких участках происходит восстановление  преимущественно чистых с высокой полнотой березовых насаждений с незначительным участием хвойных в верхнем ярусе не более 2 ед. В возрасте 30−60 лет в таких насаждениях формируется второй ярус ели из деревьев, возобновившихся в первые 10 лет после рубки. Часть деревьев ели этой же генерации, произрастающих в менее благоприятных условиях в последующие 10−15 лет может образовать третий ярус насаждения. Второй вариант рубок имеет схожие характеристики с первым. Основным отличием после сплошной рубки является оставление недорубов березы куртинами или группами. Количество деревьев может достигать от 150 до 350 шт. на га, возраст которых в момент рубки не превышал 20−30 лет. Результаты  проведенных исследований показывают, что восстановление насаждений происходит также через смену пород. Преобладают березовые древостои. Спустя почти 50 лет после рубки, на участках четко просматривается двух ярусность насаждения. Первый ярус представляют сохранившиеся в момент рубки куртины березы, высота которых на 14 −15 м больше второго яруса. Из-за малого количества деревьев полнота верхнего яруса не превышает 0.5−0.6.  Во втором ярусе преобладает береза с незначительным участием ели единично сохранившейся при проведении рубки. Третий ярус образован преимущественно елью, возобновившейся после рубки. В результате проведения рубок по третьему варианту в хвойных насаждениях с участием осины образуются березово-осиновые насаждения. Количество оставленных деревьев в куртинах осины при рубке, как правило, не превышает 200 шт. га. В это время их возраст достигал 25−35 лет. На протяжении делительного периода после рубки (более 50 лет) насаждения имеют двух ярусную форму. Первый ярус представлен оставленными куртинами осины, а второй березой и незначительной частью осины (не более 3 ед. по составу) семенного и порослевого возобновления в первые 3−7 лет после рубки. Через 20 лет после рубки под пологом таких насаждений образуется подрост ели, который в последующем входит в состав третьего и второго ярусов насаждений. Проведение рубок с сохранением подроста (четвертый вариант) обеспечивает в большинстве случаев восстановление ельников. Варианты формируемых насаждений после рубки определяются несколькими факторами: составом насаждения до рубки; количеством жизнеспособного подроста, его размещением и возрастом; технологией проведения рубки; системой последующих лесохозяйственных мероприятий. При равномерном размещении подроста ели для формирования хвойных насаждений необходимо чтобы его  количество было более 2500 шт/га, высота превышала 3 м, возраст не превышал 40 лет.  При снижении этих показателей формируются насаждении с большим участием мягколиственных пород.  Доля увеличения в составе верхнего яруса мягколиственных пород при снижении вышеперечисленных показателей не носит прямолинейную зависимость. Взаимосвязь этих показателей индивидуальна для каждого конкретного случая. Результаты проведенных исследований позволили выделить варианты естественно сформировавшихся насаждений с момента сплошной рубки более чем за 50 летний период. Полученные базы данных изменения таксационных показателей с возрастом насаждений в последующем, планируется использовать в математическом моделировании структуры естественно формирующихся насаждений, а также комплекса. лесохозяйственных мероприятий, направленных на увеличения их хозяйственной ценности.

Выборочные системы  рубок вообще создают обстановку, благоприятствующую естественному  возобновлению: наличие обсеменителей; защита материнского полога и его изреженность; сравнительно слабое повреждение подроста во время рубки; ослабленное изменение условий среды. Вследствие этого при подневольно-выборочных рубках естественное возобновление леса происходит сравнительно успешно, хотя нередко путем смены светолюбивых пород теневыносливыми. Важнейшее значение имеет предварительное возобновление; значение последующего возобновления гораздо меньше.  
       
      Предварительное возобновление – это подрост. Его количество и качество до рубки, устойчивость во время и после рубки решают вопрос лесовозобновления. Высоковозрастные леса севера богаты подростом и характеризуются его разнообразием, зависящим от многих условий. Из факторов, оказывающих влияние на подрост и его восстановительную ценность, важнейшее значение имеют:  
      1) полнота древостоя до рубки, от которой зависит и количество и качество подроста;  
      2) таксационные особенности подроста.- его густота, состав, высота и возраст, определяющие устойчивость подроста во время и после рубки;  
      3) интенсивность рубки, от которой зависит повреждаемость подроста во время рубки и степень изменения условий среды, с которой тесно связана устойчивость подроста после рубки.  
      Все это, конечно, в пределах породы и типа леса. В связи с этими факторами и приходится рассматривать лесовозобновительное значение подроста. Ввиду слабой изученности и сложности вопроса ограничимся краткой характеристикой значения предварительного возобновления в борах-зеленомошниках, для которых имеются материалы пятнадцатилетних наблюдений после рубки. Обобщение этих материалов привело к следующим выводам :  
      1) Успешность предварительного возобновления в борах-зеленомошниках при подневольно-выборочном хозяйстве зависит от полноты древостоя: чем изреженнее древостой, тем лучше предварительное возобновление. При средней полноте возобновление достаточно удовлетворительно, в полных насаждениях оно не обеспечено.  
      2) На предварительное возобновление сильно влияет интенсивность рубки. Лучшей формой является рубка средней интенсивности, которая обеспечивает сохранность подроста при рубке и приспособление его к условиям после рубки. В изреженных древостоях с густым подростом хорошие результаты дают и рубки высокой интенсивности.  
      3) Большое значение имеет возраст подроста: чем моложе подрост, тем возобновление лучше. Подрост 40 – 60 лет достаточно надежен; 90-летний дает плохие результаты.  
      4) Смена сосны елью без принятия специальных мер ухода за сосной неизбежна, тем более что сосна оказывается малоустойчивой породой и в процессе рубки и после нее. Некоторое значение, иногда заметное, в возобновлении имеет березовая поросль, появляющаяся от пней тонкомера и восполняющая хвойный подрост.  
      5) Качество подроста при средней интенсивности рубки удовлетворительное, что позволяет надеяться и на хорошее качестве древостоев, которые сформируются из него.  
 
      Обсеменение выборочных лесосек. Важнейшим моментом последующего возобновления на лесосеках является обсеменение площади. При выборочных рубках лесосеки находятся в благоприятном положении, так как обсеменители всегда имеются, и нередко в большом количестве. Некоторое сомнение внушает только способность к плодоношению остатков материнского древостоя при подневольно-выборочном хозяйстве, очень часто состоящих из тонкомерных, сильно угнетенных в материнском пологе деревьев господствующего яруса или из деревьев второго яруса, также не обещающих достаточного плодоношения; в особенности это относится к высшим степеням интенсивности рубки. Однако длительные наблюдения за плодоношением сосны (господствующей) и ели (подчиненной) на лесосеках опытной выборочной рубки (в борах-зеленомошниках) в значительной степени рассеивают эти сомнения.     

 Таким образом,  выборочные лесосеки получают от сохранившихся после рубки деревьев обильное обсеменение, достигающее в семенные годы одного-двух миллионов семян на 1 га. Последующее возобновление сводится к восприятию обсеменения поверхностью лесосеки. Неблагоприятно должна отражаться только депрессия плодоношения в первые годы после рубки, так как в это время почвенный покров находится в несколько лучшем состоянии для укоренения всходов.  
      Самосев на выборочных лесосеках. Количество самосева, появляющегося на выборочных лесосеках, не соответствует обсеменению. В успешности хода возобновления наблюдается большое разнообразие. Кроме условий местопроизрастания, большое влияние оказывают живой покров, лесная подстилка и интенсивность рубки. Для характеристики значения факторов среды при одинаковых условиях местопроизрастания могут служить результаты многолетних наблюдений в борах-зеленомошниках, пройденных опытными выборочными рубками.     

 Таким образом,  при преобладающем значении состава  (породы) большую роль в устойчивости  древостоев играют возраст и возрастная структура насаждения: одновозрастные удовлетворительно переносят выборочную рубку в молодом возрасте; в разновозрастных насаждениях результат тем лучше, чем сильнее выражена разновозрастность и чем значительнее участие в насаждении молодых поколений. Понижение исходной полноты увеличивает устойчивость после рубки; мало устойчив перестой, для которого имеет положительное значение лишь многолетняя разомкнутость со сравнительно молодого возраста. Темпы распада древостоя различны: в сосняках замедленные (постепенный распад), в ельниках иногда катастрофически быстрые. Увеличение интенсивности рубки против допустимой и повышение перестойности ускоряют распад.  
     

3. Обоснование  оптимальных видов и технологий  сплошных и выборочных рубок, обеспечивающих максимальную сохранность подроста и генофонда насаждений.

Сохранение подроста и молодняка при рубках главного пользования обеспечивает (во многих типах леса) постепенное возобновление  гласной породы, позволяет предотвратить  нежелательную смену порол сократить срок выращивания товарной древесины. При использовании этого способа содействия значительно снижаются финансовые и трудовые затраты на проведение лесовосстановительных мероприятий на вырубках. При сплошнолесосечных рубках сохранению подлежит жизнеспособный подрост и молодняк хвойных и твердолиственных пород. 
При отводе лесосек в сплошную рубку выделяют в отдельные делянки участки леса площадью 1 га и более при наличии на них равномерно размещенного жизнеспособного подроста в количестве не менее: сосна кедровая - мелкий подрост 500 шт./га, средний и крупный - 300; сосна обыкновенная, лиственница, дуб и другие твердолиственные породы - соответственно 4000 и 2000, ель и пихта -соответственно 2000 и 1000 шт./га. При групповом размещении подроста на участке должно быть не менее 250 сомкнутых групп подроста и молодняка с наличием в каждой группе не менее 10 мелких или 5 средних и крупных экземпляров. 
Для сохранения подроста и молодняка применяют специальные технологии лесосечных работ. Наиболее эффективно применение узколенточного способа рубки леса, который обеспечивает наиболее высокую сохранность подроста. После завершения лесосечных работ при летних заготовках и после стаивания снега и оттаивания почвы при зимних рубках проводят оправку сохраненного подроста и уход за ним. Подрост и молодняк освобождают от порубочных остатков, прижимают к земле корневые системы растений, у которых нарушен контакт с почвой. Сломанные, усохшие и сильно поврежденные в процессе рубки леса экземпляры, а также деревья нежелательных пород, мешающие росту главных пород, вырубают и удаляют с пасек или приземляют вместе с порубочными остатками. В дальнейшем для формирования насаждений из сохраненного подроста и молодняка проводят обычные лесоводственные уходы (рубки ухода).