Сплошные рубки

Тема: СПЛОШНЫЕ РУБКИ Сплошной рубкой называют такой порядок её проведения, когда на определённом участке леса вырубают все деревья в очень короткий срок (обычно в течение одного лесозаготовочного сезона). В соответствии с Лесным кодексом РФ «Сплошными рубками признаются рубки, при которых вырубаются лесные насаждения с сохранением для воспроизводства лесов отдельных деревьев и кустарников или групп деревьев и кустарников» (статья 17). В отличие от других способов рубок спелых древостоев (постепенных, выборочных), они оказывают наибольшее влияние на лесорастительные условия и возобновление леса. Непосредственное воздействие сплошных рубок на лесную экосистему сказывается через изменение солнечной радиации в связи с удалением древостоя и через повреждения подроста, подлеска, почвы и живого напочвенного покрова лесозаготовительной техникой. После рубки происходят существенные изменения физико-химических свойств почвы, живого напочвенного покрова. Характер этих изменений зависит от типа леса, а также от степени повреждения растительности и почвенного покрова. Несмотря на то, что сплошные рубки часто приводят к негативным экологическим последствиям, их нельзя рассматривать противоречащими во всех случаях лесоводственным требованиям. В свое время Г.Ф. Морозов писал, что «система сплошных рубок не только допустима, она в некоторых случаях неизбежна, и совсем не по соображениям экономическим или административным, а по мотивам чисто лесоводственным» (с. 389). Сплошные рубки в большей мере отвечают природе светолюбивых пород и одновозрастных древостоев. Сплошные рубки подразделяются на сплошнолесосечные (рубки небольшими участками в виде лесосек) и концентрированные (рубки участками размером более 50 м). 1.ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ СПЛОШНЫХ РУБОК Для успешного возобновления леса в связи со сплошными рубками необходимо, или сохранить имеющийся подрост (под пологом древостоя в процессе проведения лесосечных работ), или, создать благоприятные условия для последующего возобновления и обеспечить площади рубок достаточным количеством высококачественных семян. Для выполнения означенных условий предложены организационно-технические элементы рубок. Они определяются, прежде всего, типом леса, а в пределах типа леса зависят от биологии и экологии древесных пород, (характера повреждения подроста и почвы во время лесозаготовок, от последствий рубок (формирующегося типа вырубок, возможного хода естественного возобновления и других факторов)). Г.Ф. Морозовым было предложено шесть организационных моментов сплошных рубок: 1) ширина лесосеки; 2) срок примыкания; 3) способ примыкания; 4) направление лесосеки; 5) направление рубки; 6) оставление или не оставление семенников. И.С. Мелехов к ним добавлял еще два - 7) воздействие на почву и напочвенный покров в целях содействия естественному возобновлению леса и 8) сохранение подроста и самосева предварительной генерации (и прочие мероприятия по содействию естественному возобновлению леса). В «Правилах заготовки древесины» (2016) приводится еще 9) количество зарубов При этом он отмечал, что необходимо учитывать лесозаготовительную технику и технологию лесосечных работ. Видимо, технологию лесосечных работ и применяемую при этом лесозаготовительную технику целесообразно отнести к основным элементам сплощнолесосечной рубки. Важное значение для установления оптимальных параметров организационно-технических элементов рубок имеют биология и экология древесных пород. В действующих «Правилах заготовки древесины» приведены предельные параметры лишь по трем организационно техническим элементам: ширина лесосек, срок примыкания и площадь лесосек. Рассмотрим каждый из означенных организационно-технических элементов сплощных рубок. 1. Ширина лесосеки - это ее протяженность по короткой стороне. От ширины зависят условия для возобновления целевых пород (условия среды и наличие источников семян). Ширина лесосоеки должна завитсить от дальности разлета семян. У сосны, лиственницы и ели она составляет до 60-70. Микроклиматические условия на лесосеках разной ширины складываются неодинаково, чем больше ширина, тем сильнее меняется микроклимат, приблажаясь к микроклимату открытого места. Светолюбивый живой напочвенный покров лучше разрастается на более щироких вырубках. При этом создается сильное задернение. Обеспеченность территории сплошных вырубок семенами определяется, прежде всего, щириной лесосеки и дальностью массового разлета семян. У сосны и ели дальность массового разлета семян равна 60-70 метров, у других пород она иная. Согласно «Правилам заготовки древесины (2016)», в условиях лесостепной зоны (европейская часть РФ): степной зоны (европейская часть РФ): 2. Срок примыкания - промежуток времени, через который вырубается древостой на примыкающей к вырубке лесосеке без учета года рубки. Устанавливается как по короткой, так и по длинной стороне. «Золотое правило лесовода» – не вырубать примыкающую лесосеку пока не произойдет возобновление предыдущей лесосеки. Сроки примыкания в значительной мере связаны с периодом наступления семенных лет, т. е. определяются биологией и экологией главных пород. Срок примыкания (по «Правилам заготовки древесины») принят в условиях лесостепи европейской части РФ для сосны, лиственницы, ели и пихты 4 года, для дуба - 4 года, мягколиственных- 2 года. В условиях степи – для всех пород - 4 года. 3. Способ примыкания лесосек - это порядок закладки (примыкания) или расположения очередной лесосеки относительно предыдущей. Чаще всего встречаются непосредственное и чересполосное примыкание. Непосредственным называется примыкание, когда последующая лесосека располагается рядом с предыдущей. При чересполосном примыкании последующую лесосеку закладывают через полосу леса такой же ширины, что и лесосеки. Кулисное примыкание почти похоже на чересполосную. Отличие её состоит в большей ширине полосы леса (в 2 или 3 раза) по сравнению с вырубленной. При шахматном примыкании очередная лесосоека размещается в шахматном порядке. Основным недостатком чересполосного и кулисного примыкания состоит в опасности ветровала и бурелома в древостоях, представленных породами с поверхностной корневой системой и хрупкой древесиной (ель, пихта), а также в древостоях, произрастающих на маломощных или переувлажненных почвах. Основные преимущества – обсемененение идет сразу от двух стен леса; лучше сохраняются защитные функции леса. Поэтому в поймах рек рекомендуется чересполосное примыкание. 4. Направление лесосеки — направление по длинной стороне относительно сторон света. От направления лесосеки зависит микроклимат на вырубке, тепловой режим почвенного покрова, состояние напочвенного покрова, которые определяют характер естественного возобновления леса. На севере, где мало тепла и много влаги, чаще всего располагают лесосеки с севера на юг, что обеспечивает лучшее прогревание почвы и усиливает испарение влаги. На юге - в условиях более сухого климата - лесосеки располагают с запада на восток. Это снижает испарение влаги с поверхности почвы и предохранить почву от перегрева. В горных условиях, при выраженном рельефе для предотвращения стока и смыва лесосеки располагаются поперек склонов. «Правила заготовки древесины» рекомендуют направление лесосеки перпендикулярно направлению господствующих ветров. Это обеспечивает большую ветроустойчивость и лучшее обсеменение вырубок от стены леса. 5. Направление рубки – направление, в котором последующая лесосека закладывается за предыдущей. Направление рубки должно быть противоположно направлению господствующих ветров. В этом случае обнаженная стена леса оказывается с подветренной стороны, что способствует лучшему обсеменению вырубки и помогает избежать ветровала. В горных условиях рубка идет от верхней части склона к нижней, в поймах рек – от устья к истоку реки. 6. Количество зарубов. Зарубы – это лесосеки одного года рубки размещаются на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от ширины лесосеки и других условий. Количество зарубов устанавливается в расчете на 1 км. Между зарубами должны оставляться участки леса, шириной, кратной ширине лесосеки (установленной для этих насаждений). Ко-во зарубов при ширине лесосек: до 50 м - не более 4; 51 - 150 м - не более 3; 151 - 250 м - не более 2, свыше 250 м - 1. 7. Источники обсеменения (или по Г.Ф. Морозову оставление или неоставление семенников). Для успешного последующего возобновления леса необходимы два условия: 1) благоприятная среда на вырубке для прорастания семян, появления всходов, роста самосева и подроста; 2) наличие достаточного количества источников семян. Основные источники обсеменения (ОСТ 56-108-98): стена леса - насаждения, примыкающие к вырубке; семенные деревья - отдельные плодоносящие ветроустойчивые хорошего роста и качества деревья, оставленные при рубке для обеспечения естественного семенного возобновления; семенная группа - группа деревьев на площади менее 0,01 га, оставляемая на вырубке для её обсеменения; семенная куртина - устойчивая часть древостоя на площади 0,1-1,0 га; семенная полоса - устойчивая часть древостоя шириной 30-50 м, оставляемая внутри вырубки. Успешность возобновления леса зависит от обеспеченности вырубок семенами, экологии и биологии древесных пород, ширины лесосеки, типа леса и условий среды, формирующихся после рубки. При ширине лесосоеки больше дальности разлета семян возникает необходимость в оставлении источников обсемененения. Число семенников, по мнению И.С. Мелехова, зависит от дальности разлета семян породы, наличия других источников обсеменения, успешности предварительного возобновления и от лесорастительных условий. В качестве семенников необходимо отбирать деревья I и II классов по Крафту, которые дают наибольший урожай семян. И.С.Мелехова рекомендовал в сосняке вересковом – 10, а в кисличном – 25-30 семенников, а по «Правилам заготовки древесины» – не менее 20 шт. на 1 га. На переувлажненных, заболоченных почвах, а также на почвах при неглубоком залегании плотных суглинков не следует оставлять семенных деревьев (особенно ели и пихты). В древостоях, представленных породами с поверхностной корневой системой (ель, пихта) и породами, требующими для получения полнозернистых семян перекрестные опыления (лиственница), оставляют семенные группы. Для большей ветроустойчивости таких групп желательно, чтобы древостой в них был смешанный. Например, доля участия березы в еловой группе должна быть не менее 2 единиц. А.С. Тихонов рекомендует для лиственницы, сосны и ели по 5-8 семенных групп на 1 га, по 3-8 деревьев в каждой с расстоянием между ними 50 м. Семенные куртины оставляют для пород с поверхностной корневой системой на почвах с близким залеганием плотных суглинков, при наличии ортштейна и на избыточно увлажненных почвах. В сосняках и лиственничниках европейской части страны минимальная площадь семенных куртин равна 0,2 га, в ельниках - 0.4 га. Семенные полосы наибольший эффект дают при расположении их вдоль гребней и линий водоразделов. 8. Воздействие на почву и напочвенный покров в целях содействия естественному возобновлению леса Воздействие на почву с целью создания благоприятных условий для последующего возобновления целевых пород осуществляется, во-первых, в процессе рубки лесозаготовительными машинами (зависит техники и технологии лесосечных работ, сезона лесозаготовок, типа леса); во-вторых, при содействии естественному возобновлению леса; в-третьих, во время очистки лесосек от порубочных остатков (тонкомера, оставленных на вырубке хлыстов, валёжных деревьев, сучьев и др.). Специальные меры содействия естественному возобновлению главных пород осуществляются до рубки (за 3-5 лет) или после рубки. При этом создают микроповышения на сильно увлажненных почвах, или микропонижения на сухих почвах засушливых районов. Меры следует дифференцировать в зависимости от климата, почвы, типа леса и типа вырубок. Воздействие на почву при очистке лесосек может быть механическим и огневым. При не правильном проведении может привести к негативным последствиям для возобновления целевых пород. Для искусственного лесовосстановления крайне необходима. 9. Сохранение подроста предварительного возобновления Сохранность подроста зависит от техники и технологий и механического состава, влажности почвы, а также высотновозрастной структуры подроста. При проведении сплошных рубок с предварительным лесовосстановлением должно обеспечиваться сохранение подроста на площадях, не занятых погрузочными пунктами, трассами магистральных и пасечных волоков, дорогами, производственными и бытовыми площадками. Характер возобновления целевых пород под пологом материнского древостоя определяется, прежде всего, типом леса, биологией и экологией древесных пород, полнотой древостоя и другим лесоводственно-таксационным показателям. 2. ОСОБЕННОСТИ СПЛОШНЫХ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РУБОК Концентрированная рубка представляет собою сплошную рубку на значительной площади (более 50 га). Этот способ рубки не предусмотрен современными Правилами заготовки древесины. Последствия же проведённых ранее концентрированных рубок до сих пор сказываются на состоянии лесов в многолесных регионах страны. Отличительной особенностью концентрированных сплошных рубок от сплошнолесосечных, по мнению проф. М.С. Ткаченко является то, что они вызывают более сильное изменение лесорастительной среды. Это связано, не только с большими размерами вырубок, но и с широким применением механизированных лесозаготовок. После концентрированных рубок происходит существенное изменение ветрового, светового и теплового режима, кислородного баланса и плодородия почв, создаются необлагоприятные условия для возобновления целевых пород, происходит смена хвойных пород на лиственные, заметно ухудшается гидрологический режим рек, происходят другим негативные экологические последствия. Необходимость концентрированных сплошных рубок была вызвана острой потребностью в отдельные тяжелые периоды истории нашей страны (после Первой и Второй мировых войн). Началось интенсивное применение концентрированных рубок сначала на Севере европейской части страны, а затем в других многолесных регионах (в лесах Сибири и Дальнего Востока). В истории примененения этих рубок И.С. Мелехов выделил 4 периода: - первый период (1929–1936 гг.) — период возникновения и внедрения в практику концентрированных сплошных рубок; - второй период (1937–1941 гг.) - период применения в полном смысле сплошных концентрированных рубок в наиболее высокомеханизированных предприятиях и усиление интенсивности этих рубок во всех других лесозаготовительных районах; - третий период (1941–1945 гг.) (военный) - некоторое сокращение концентрированных (связанных с необходимостью использования специальных сортов для военных нужд) и усиление роли выборочных рубок; - четвёртый период (послевоенный) - мощны подъёмом лесозаготовок и широкой их механизацией, так как для восстановления народного хозяйства после войны требовалось большое количество древесины. Начиная с 60-х - 70-х годов 20-го столетия на концентрированных рубках начала применяться агрегатная лесозаготовительная техника. (лесозаготовительные машины ЛП-17, ЛП-49) что приводило к повреждению почвы на 70-80% и более площади вырубки. 3.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СПЛОШНОЛЕСОСЕЧНЫХ РУБОК Экологические условия и возобновление леса при сплошнолесосечных рубках определяются, прежде всего, биологией и экологией древесных пород, типом леса и зависят от организационно-технических элементов рубок, а также техники и технологии лесосечных работ. Экологические последствия этих рубок по-разному проявляются в разных почвенно-климатических условиях. В процессе сплошнолесосечных рубок усиливается интенсивность солнечной радиации после удаления материнского древостоя, происходит повреждение лесозаготовительными машинами почвы, подроста, живого напочвенного покрова. Это приводит к разрастанию живого напочвенного покрова, задернению почвы, изменению микроклимата, теплового, водного и воздушного режима почвы. На вырубках образуются участки с разной степенью повреждения почвы, с разной концентрацией порубочных остатков, с разным количеством одиночного или биогрупп подроста, а также подлеска. На таких участках формируются определенные экологические условия, которые могут оказывать положительное или отрицательное влияние на возобновление леса. Т.е. в процессе рубки создаются мозаичные условия среды, и становится более выраженным неравномерный характер распределения растительности (в том числе подроста) по площади. В значительной мере условия на вырубке связаны с применяемыми в процессе рубки техникой и технологией лесосечных работ. По степени отрицательного влияния на лесорастительную среду современную технику можно расположить в нарастающем порядке следующим образом: легкие колесные трактора, например МТЗ-82, средние трактора (ТДТ-55, ТТ-4), тяжелые трактора (ТБ-1, ЛП-18А, ЛП-49, ВТМ-4); В целом экологические последствия после сплошных рубок конечно отрицательные: − ухудшение условий для естественного лесовозобновления; − изменение лесорастительных условий на вырубках, которое приводит к уменьшению почвенного плодородия и снижению продуктивности будущих лесов; − уменьшение суммарного испарения в таежной зоне приводит к усилению поверхностного стока, выщелачиванию почвы, ее уплотнению, образованию глеевого горизонта, заболачиванию; − усиление разложения подстилки и уменьшение содержания в почве калия, кальция, магния; − подавление жизнедеятельности почвенной фауны, микроорганизмов, уменьшение содержания микоризы; − нарушение гидрологического режима рек, уменьшение их водности, увеличение доли весеннего стока; − увеличение поступления в реки соединений аммиака, хлоридов, сульфатов; − увеличение бактериального загрязнения воды; − смена ценных пород второстепенными, в тайге – хвойных лиственными; − обеднение видового разнообразия и генофонда флоры и фауны − нарушение естественного хода сукцессии, направленной на повышение устойчивости и продуктивности экосистемы; − уменьшение побочных пользований в лесу – охотничьих ресурсов, ягодников, лекарственных трав; − уплотнение почвы, удаление подстилки, а иногда и гумусового горизонта, уничтожение подроста и связанное с этим ухудшение водновоздушного и теплого режима почвы, уменьшение ее водопроницаемости, воздухоемкости и теплоемкости (причинами является применение тяжелых многооперационных машин и ошибки технологии рубок); − уменьшение стока углерода из атмосферы и нарушение глобального углеродного цикла; 4. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ СТОРОНЫ СПЛОШНЫХ РУБОК Известно, что основные назначения рубок главного пользования (рубок спелых и перестойных лесных насаждений) сводятся к получению древесины, поддержанию и улучшению лесовозобновительного процесса и сохранению и повышению экологозащитных свойств леса. Лесоводственно-экологические задачи решаются сплошными рубками в меньшей степени, по сравненению с выборочными и постепенными. Однако в определённых экологических и лесорастительных условиях они дают наибольший лесоводственный эффект. О том, что в определённых случаях сплошные рубки нельзя заменить другими (выборочными или постепенными) писал в своё время Г.Ф. Морозов. Лесоводственно-экологические последствия сплошных рубок определяются биологией и экологией древесных пород и проявляются по-разному в различных экологогеографических условиях. К положительным сторонам сплошных рубок относятся: - получение разнообразных сортиментов; - меньшие затраты на проведение лесозаготовок; - простота отвода лесосек; - возможность применения в процессе рубки более простых машин (по сравнению с постепенными и выборочными рубками) и менее квалифицированного персонала; -благоприятные световые условия для возобновления светолюбивых и холодостойких целевых пород; -формирование после рубки одновозрастных деревьев (с более качественной древесиной), в которых проще проводить уходы и рубки; -возможность механизации лесокултурных работ. К отрицательным сторонам сплошных рубок можно отнести: - неблагоприятные условия для возобновления ряда целевых древесных пород (чаще всего для теневыносливых) из-за усиления освещенности, разрастания злаковой растительности, создающих задернение почвы и других факторов; - отрицательные экологические последствия; - увеличение затрат на лесовозобновление и на последующий уход за лесом; - увеличение оборота рубки