III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВОПРОСЫ СОХРАНЕНИЯ ПОДРОСТА ПРИ РУБКЕ В ЛЕСНЫХ ДЕЛЯНКАХ.
Пушкин А.Ю.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение.

На долю России по разным данным приходится от 18,8 до 23,5 % общемировой площади лесов, при этом на душу населения – 5,1 га, в том числе 4,5 га – ненарушенных [7,с. 32]. Среднемировой показатель – 0,6 га/чел. [11]. Залесенность территории России составляет 49,4 % , при этом 80 % приходится на хвойные породы (лиственница – 38 %, сосна – 16 %, ель – 12 %, кедр – 6 %), 20 % – на лиственные (береза – 13 %, осина – 3 %). Общий запас древесины в лесах России составляет около 80 млрд м3, из него 81% приходится на хвойные породы [5, с 54]. Ежегодный прирост древесины равен 0,7…1,2 млрд м3/год [13]. Тем не менее по объемам заготовки древесины наша страна занимает достаточно скромное место, лидерами по объемам лесозаготовок являются США, Канада, Бразилия и Китай [12].

Рубки леса имеют очень широкое распространение. Для них, как и для любого другого вида хозяйственной деятельности, характерны негативные экологические последствия. Такие последствия мы можем проследить и в нашем Устьянском районе.

Влияние лесоразработки сказывается на следующих компонентах природы: растительность; почвы; животный мир; поверхностные воды; атмосферный воздух

Вопросам сохранения подроста при рубке леса я и посвятил свою работу. Для этого я изучил имеющуюся литературу по данной проблематике и материалы сети Интернет. Перед началом работы я выдвинул гипотезу, что при рубке современными лесозаготовительными комплексами подроста сохраняется больше чем при рубке ручным способом и трелёвке тракторами.

Предмет исследования: подрост хвойных пород деревьев

Объекты исследования: лесные делянкиУстьянского лесничества Архангельской области.

Цель работы: изучение и сравнение сохранения подроста при рубке деревьев разными технологиями заготовки древесины

Задачи работы:

1)Изучить виды технологий заготовки древесины;

2) Исследовать проблему сохранения подроста на лесосеках;

3) Сравнить результаты сохранности подроста лесных культур на делянках при применении различных видов рубок.

Используемые методы: Изучение и обобщение; наблюдение; фотографирование; измерение; сравнение.

Глава 1. Виды технологий заготовки древесины.

  1.  
    1. Технология заготовки древесины традиционным способом.

Разработка лесосек с сохранением подроста при валке деревьев на подкладочное дерево бензиномоторной пилой и их трелевка тракторами возможна по технологической схеме, приведенной на рис. 1. Если очистка деревьев от сучьев выполняется сучкорезной машиной или бензомоторной пилой (ручным способом), а погрузка хлыстов на лесовозный транспорт челюстным лесопогрузчиком, погрузочные пункты размером 40х60 м размещаются вдоль лесовозного уса из условия обеспечения нужного направления комлей хлыстов для вывозки и среднего расстояния трелевки.

Рис.1 Технологическая схема валки деревьев бензиномоторной пилой.

В первую очередь разрабатывается 50-метровая зона безопасности. Лесосека (делянка) разбивается на пасеки шириной 35…40 м. Пасечные волоки шириной 4…5 м прокладываются посередине. Валка деревьев начинается с дальнего конца. Расстояние между одновременно разрабатываемыми пасеками должно быть не менее 50 м. [8, с.158]

Технология разработки лесосек на участках с подростом, предусматривающая комбинированную технологию, представлена на рис. 2. Вначале разрабатывается средняя лента полосы, а боковые по традиционной технологии бензопилами с привалом деревьев к волоку, и последующей трелевкой хлыстов трелевочным трактором. Обрезка сучьев производится легкими бензиномоторными пилами на месте валки. Сучья укладываются на волок. Вначале подготавливают волок шириной 5 м: спиливают заподлицо все деревья и вырубают подрост. Далее разрабатывается средняя лента. После вытрелевки хлыстов поочередно разрабатываются боковые ленты. Деревья валят на изреженную часть пасеки вершиной на волок. Ширина пасек должна быть не более 30…35 м, что обеспечивает валку деревьев вершиной на волок под углом не более 35°. Это сохраняет подрост при вытрелёвывании хлыстов на волок и формировании пачек. [8, с 159]

Рис. Технологическая схема комбинированной технологии.

При работе зимой на лентах между волоками сохраняется 80-83% подроста высотой до 0,5 м, 60—864% — высотой 0,6-1,5 м и около 30% — выше 1,5 м. При летних заготовках сохранность мелкого подроста не превышает 68-76%, среднего — 33-47% и крупного — около 31%.[9, с. 83]

  1.  
    1. Технология разработки лесосек с применением лесозаготовительных комплексов.

Харвестер работает в комплексе с одним или двумя форвардерами. В состав технологического процесса входят следующие операции: валка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка хлыстов и пакетирование сортиментов харвестером; сбор и погрузка сортиментов (минипачек) на грузовую платформу форвардера, подвозка и разгрузка их с подсортировкой сортиментов в штабели у лесовозной дороги. На сплошной рубке однозахватному (грейферному) харвестеру наиболее подходит веерный способ работы. Ширина пасек (разрабатываемой ленты) должна быть около 10 -15 м. Расстояние между волоками должно быть не менее двух длин бревна. [6, с.19]

Машина устанавливается на расстоянии примерно в две ширины харвестера от края делянки в нескольких метрах от деревьев. Валят деревья в такой последовательности, чтобы сучья не оказались на пачках сортиментов. Их можно валить по одной из схем, приведенных на рис. 3.

Рис. 3 . Технологические схемы валки деревьев харвестером.

Основная цель при работе грейферным харвестером заключается в том, чтобы производить обработку деревьев с минимальным их перемещением. Необходимое перемещение дерева осуществляется в процессе обрезки сучьев (подачи). Если грунты слабые, то обработку дерева следует выполнять перед машиной таким образом, чтобы из сучьев образовался защищающий почвенный покров хворостяной настил. На хороших грунтах деревья обрабатываются по обе стороны от машины.

Место укладки сортиментов определяется до начала валки. Обрабатываемое дерево должно удерживаться как можно ближе к земле, но все же настолько высоко, чтобы срезанные сучья могли свободно падать на землю, не зависая на технологическом оборудовании.

При невозможности летней вывозки и необходимости штабелевки всей заготовленной древесины ширина погрузочных площадок увеличивается до 87-90 м, площадь с сохраненным подростом сокращается до 30%, а сохранность подроста на лесосеке — до 20%. В зимний период при трелевке трактором площадь лент с сохранен-ным подростом повышается на 42-43%, а сохранность подроста — до 35-36%. [8, с. 158]

При работе зимой на лентах между волоками сохраняется 83-88% подроста высотой до 0,5 м, 64—84% — высотой 0,6-1,5 м и около 40% — выше 1,5 м. При летних заготовках сохранность мелкого подроста не превышает 78-86%, среднего — 43-57% и крупного — около 41%.[9, с. 84] Основное количество крупного и среднего подроста повреждается при подтягивании валочной машиной срезанного дерева «на себя» и поворота платформы с деревом при формировании пачки. В летний период увеличивается повреждаемость мелкого подроста при наводке к дереву срезающего устройства.

Выживание сохраненного подроста после разработки лесосеки агрегатными машинами, так же как и на других вырубках, определяется жизненным состоянием молодых деревцев до рубки леса, при несколько повышенном их отпаде из-за более резкого изменения лесорастительных условий. Механические повреждения не являются главной причиной сокращения количества подроста в последующие годы. Угнетенные деревца в основном погибают от резкого изменения условий освещения и водного питания.

Глава 2. Вопросы сохранения подроста в лесных делянках.

2.1. Проблемы сохранности подроста на лесосеках.

Еще во второй половине XIX в. русские лесоводы обращали внимание на необходимость сохранения неповрежденного благонадежного подроста, так как он сравнительно быстро приспосабливается к новым условиям среды и в будущем формирует высокопродуктивное насаждение. [13]

Различные опыты по сохранению подроста показали, что еловый и пихтовый подрост высотой более 0,5 м, сохранившийся на вырубке, перегоняет в росте появляющийся рядом с ним подрост лиственных пород.

Наличие среди многих тысяч экземпляров лиственного подроста всего лишь нескольких сотен экземпляров хвойных растений высотой до 1,5 м обеспечивает преобладание хвойных. В высокопроизводительных типах леса через 40—60 лет после рубки материнского древостоя вырастают крупные деревья, из которых можно получить пиловочные бревна. При последующем возобновлении такие сортименты получают в древостоях лишь через 80 лет и более.

Установлено, что естественное возобновление главных лесообразующих пород — сосны и ели в таежной зоне европейской части СССР при соблюдении определенных технологических приемов рубки леса обеспечено примерно на 60—70% площадей вырубок. [4, с.60]

При этом учитывается как предварительное, так и последующее возобновление ценных хвойных и лиственных пород. В таежной зоне, например, наиболее благоприятные условия для предварительного возобновления главной породы создаются в лишайниковых, вересковых, брусничных и черничных борах, а также в ельниках-брусничниках и черничниках. В сосняках зеленомошниковых и кисличниках в составе предварительного возобновления преобладает еловый подрост. Благонадежный подрост ели имеется в большом количестве под пологом лиственных (березовых и осиновых) и лиственно-хвойных насаждений.

Сохранность оставленного на лесосеке подроста во многом зависит от его возраста и состояния. Наибольший отпад имеет подрост, сформировавшийся под пологом высокополнотных насаждений. При снятии верхнего полога в этих условиях отпад елового подроста высотой до 0,5 м составляет 30—40%, высотой от 0,5 м и выше — 20—30%. Наибольшую сохранность имеет подрост группового расположения и освобожденный от полога в осенне-зимний период. [3, с. 152]

Многочисленными исследованиями на обширном материале установлено, что сохраненный подрост нередко гибнет. Причем отмечается, что роль подроста в лесовозобновлении с возрастом вырубок снижается, в то время как появляющийся самосев занимает ведущее место. Связано это с тем, что вышедший из-под полога леса подрост отличается неодинаковой устойчивостью. Теневой тип хвои не всегда в состоянии перестроиться на световой. Растения гибнут или перестраиваются в течение 2-5 лет. В то же время самосев быстро обгоняет сохраненный подрост. В конечном итоге, сложившиеся взгляды на надежды, на ускорение выращивания леса за счет сохранения подроста (на 20-30 лет) оказываются иллюзорными, и не следует рассматривать сохранение подроста при машинизации как перспективный метод лесовосстановления. [4, с. 59]

2.2. Сохранность подроста лесных культур в делянках при применении

различных видов рубок.

Своё исследование я проводил в Чадромском участковом лесничестве Устьянского района Архангельской области. Мною были проанализированы сводные ведомости технической приемки работ по содействию естественному возобновлению леса, учетные карточки обследования естественного возобновления и я производил натурное обследование делянок. (Приложения 1-3).

Для более достоверных результатов мною были отобраны по 8 делянок, на которых производились рубки в 2015-2016 годах. Породный состав деревьев также отбирался более однородный, так в лесах с преобладанием разных пород количество подроста различно (К примеру, в сосновых лесах подрост незначительный, а в еловых подроста много). В данном случае были отобраны делянки, в которых преобладает ель с присутствием лиственных пород (березы и осины).

На восьми делянках (41, 53, 54, 77 квартала) на которых заготавливал древесину лесозаготовительными комплексами (фарвайдеры и хорвейстеры) ООО «УЛК» в июне 2016 года, мы получили следующие результаты (см. табл.1)

Таблица 1.

Количество подроста при рубке деревьев лесозаготовительными комплексами.

делянка

хвойные породы

листвен. породы

до 0,5

0,5-1,5

выше 1,5

 

Чадромское уч. лес-во кв.54 в.31 д.2

949

580

74

1604

Чадромское уч. лес-во кв.54 в.25 д.25

906

560

111

1577

Чадромское уч. лес-во кв.54 в.25 д.2

973

524

182

1678

Чадромское уч. лес-во кв.53 в.7 д.1

1037

573

84

1694

Чадромское уч. лес-во кв.77 в.26 д.2

700

693

200

1593

Чадромское уч. лес-во кв.77 в.27 д.3

700

700

225

1625

Чадромское уч. лес-во кв.41 в.19 д.4

887

499

164

1551

Чадромское уч. лес-во кв.77 в.8 д.1

812

747

121

1680

         

Среднее на гектар

871

610

145

1625

Так же для анализа мы взяли 8 делянок Чадромского участкового лесничества (114, 126, 127 кв), на которых валка деревьев осуществлялась ручным способом бензопилой штиль и с использованием трелёвочного трактора. (см. табл.2)

Таблица 2.

Количество подроста при рубке деревьев традиционным способом.

делянка

хвойные породы

листвен. породы

до 0,5

0,5-1,5

выше 1,5

 

Чадромское уч. лес-во кв.114 в.1 д.1

226

384

1026

973

Чадромское уч. лес-во кв.126 в.9 д. 14

225

1020

1183

1083

Чадромское уч. лес-во кв.126 в.9 д.13

220

864

104

0

Чадромское уч. лес-во кв.126 в.9 д.9

150

360

1050

286

Чадромское уч. лес-во кв.126 в.9 д.11

325

433

325

1572

Чадромское уч. лес-во кв.126 в.6 д.5

457

304

645

1070

Чадромское уч. лес-во кв.126 в.7 д.14

82

220

975

375

Чадромское уч. лес-во кв.127 в.13 д.13

986

897

835

743

         

Среднее на гектар

334

560

768

763

Проанализировав данные таблиц, мы установили, что на делянках, которые вырубались лесозаготовительными комплексами, на одном гектаре сохранилось в среднем 1626 подроста хвойных пород, а на делянках, которые вырубались ручным способом при помощи трелёвочного трактора подроста в среднем 1662 штук на гектар

Таким образом, я прихожу к выводу, что количество подроста хвойных пород в делянках, где рубка производилась лесозаготовительными комплексами, примерно равно количеству подрост хвойных пород в делянках, в которых рубка деревьев и обрезка сучьев производилась с помощью бензомоторной пилы и осуществлялась трелевка хлыстов трактором.

Заключение.

Изучив литературу, я пришел к выводу, что в современном мире лесозаготовки ведутся двумя основными способами: ручная рубка с применением тракторов-трелевочников и лесозаготовительными комплексами. За последние годы наши предприятия активно переходят на заготовку древесины с помощью харвестеров и форвардеров. Несмотря на то, что такая техника стоит весьма недешево, в несколько раз сокращаются затраты на оплату труда и значительно повышается объем заготовки. В то же время мелкие предприятия не могут закупить такую дорогостоящую технику и поэтому продолжают заготовку традиционным способом, когда деревья валятся и производится обрезка сучьев бензомоторной пилой, а трелевка до площадки осуществляется при помощи тракторов.

Согласно данным научной литературы, количество подроста хвойных деревьев больше в делянках, рубка деревьев в которых производилась лесозаготовительными комплексами. Это объясняется меньшей шириной пасек в делянках и тем, что сучья деревья обрезаются навесу, а дерево не тащится по земле.

Исследование, проводимое мной в Чадромском участковом лесничестве Устьянского лесничества, показало следующие результаты:

  1. Количество подроста хвойных пород в делянках, где рубка производилась лесозаготовительными комплексами, примерно равно количеству подрост хвойных пород в делянках, в которых рубка деревьев и обрезка сучьев производилась с помощью бензомоторной пилы и осуществлялась трелевка хлыстов трактором.

  2. При рубке лесозаготовительными комплексами больше сохраняется подроста до 0,5 метров, а при рубке традиционным способом – более 1,5 метра.

  3. Несоответствие теории с практическим результатом является, на мой взгляд нарушение технологии заготовки древесины лесозаготовительными комплексами.

Таким образом, я прихожу к выводу, что в практической деятельности на общую сохранность подроста технология заготовки древесины не оказывает существенного влияния.

Список литературы

  1. Вавилова Е.В. Экономическая и социальная география мира. М.: Гардарики, 2003. 175 с.

  2. Говорушко С.М. Энергия биомассы: направления использования и экологические проблемы // Альтернативная энергетика и экология. 2011. № 3. с. 48–51.

  3. Ковалев А.П. Эколого-лесоводственные основы рубки в лесах Дальнего Востока. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 2004. 267 с.

  4. Мельников Е.С., Беляева Н.В. Динамика текущего прироста в сосновых и еловых древостоях после комплексного ухода за лесом // Лесной журнал 2008. № 1.С. 56–64.

  5. Набатов Н.М. Лесоводство. М.: МГУЛ, 1997. 188 с.

  6. Росновский И.Н. Оценка воздействия лесозаготовительной техники на почвы лесных экосистем // Экологическая экспертиза. 1999. № 6. С. 2–29.

  7. Россияи страны мира. М.: Росстат, 2008. 361 с.

  8. Семенов А.М. Влияние трелевочных систем на состояние окружающей среды // Состояние и проблемы непрерывного экологического образования и охраны окружающей среды. Архангельск: ПГУ, 2001. С. 158–159.

  9. Татаринов К.П. Экология и сплошнолесосечные рубки // Экологические основы рационального лесопользования в Среднем Поволжье. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. С. 83–85.

  10. Указания по проектированию и технической приемке работ по лесовосстановлению и выращиванию посадочного материала. [Электронный ресурс]. // Интернет-сайт http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n =287744#0

  11. Леса мира [Электронный ресурс]. // Интернет-сайт http://www.treeland.ru/article/ garden/oaky/leca_mira.htm

  12. Лесозаготовка [Электронный ресурс]. // Интернет-сайт http://en.wikipedia. org/wiki/Logging

  13. Экологические последствия лесозаготовок [Электронный ресурс]. // Интернет-сайт http://www.iiasa.ac.at/Research/FOR/forestcdrom/russian/foreword_ru.htm

Приложение 1 Учетная документация по делянкам, вырубленным лесозаготовительным комплексом Приложение 2 Учетная документация по делянкам, вырубленным традиционным способом. Приложение 3 Фотографии с мест проведения исследования.