Литературный обзор. 
Условия ведения лесного хозяйства

В России накоплены обширные научные сведения и огромный практический опыт разработки и применения сплошных механизированных рубок. В начальный период механизации лесосечных работ воздействие техники на лесную среду, возобновление и формирование леса изучали М. Е. Ткаченко (1928,1939), И. С. Мелехов и И. В. Занин (1935), Н. Е. Декатов (1936) и др. Проведенные ими исследования убедительно доказали, что основное воздействие на почвенный и растительный покровы оказывает, прежде всего, механизированная трелевка хлыстов. Обстоятельное изучение последствий тракторной трелевки при сплошных рубках проведено А. В. Побединским (1955,1964) и его учениками Н. Ф. Петровым, В. И. Исаевым и др.

В 50−60е гг. ХХ столетия положительное влияние на совершенствование лесовосстановительных работ оказала разработка технологий, предусматривающих сохранение подроста после рубки на базе трелевочных тракторов с тросовой оснасткой. Применение скородумской, узколенточной, костромской и других технологий детально изучали А. В. Побединский (1951,1955,1980), В. П. Тимофеев (1961), В. Д. Касимов (1962), Д. И. Дерябин (1964), С. А. Дыренков (1967), В. Д. Луганская (1970), Н. М. Набатов (1975), А. С. Тихонов (1979) и др. Полученные ими научные данные свидетельствуют о возможности использования естественного возобновления для формирования полноценных древостоев с преобладанием хвойных пород.

Проблема успешного возобновления и формирования леса после сплошных рубок с применением агрегатных лесозаготовительных машин была предметом пристального внимания ученых лесоводов и экологов. Более очевидным стало значение типологии вырубок и динамической типологии леса, разработанных акад. И. С. Мелеховым, в глубоком и всестороннем изучении природы вырубок, возобновления и формирования леса в связи с применением агрегатной техники. Обстоятельным изучением типов вырубок и возобновления леса в связи с ними занимались В. И. Обыдёнников, Рожин (1977,1980), А. С. Тихонов, С. С. Зябченко (1990) и др. Представляют научный и практический интерес исследования возобновления леса после работы агрегатной техники, которые провели В. И. Исаев (1974), В. А. Помазнюк (1980), В. А. Помазнюк, Е. Г. Поздеев (1985), М. В. Рубцов, А. А. Дерюгин, В. И. Гурцев (1985), В. А. Помазнюк, С. В. Залесов, А. С. Залесов (2004), А. П. Ковалев (2004), В. А. Ковалев (2006) и др. Для науки и практики особую ценность представляют результаты длительных исследований на стационарных участках или постоянных пробных площадях (Морозов, 1931; Ткаченко, 1955; Мелехов, 1962; Побединский, 1980; Рысин, 1982).

Имеются научные сведения по формированию молодняков на вырубках (Данилик, 1978; Никонов, 1982; Обыдёнников, Кобылкин, Рожин, 1994; Ковалев, 2004, Ковалев, 2006 и др.), разработанных агрегатной техникой. Проведение длительных исследований на более поздних этапах динамики леса позволят выявить закономерности формирования насаждений, как в стадии молодняка, так и в стадии приспевающих древостоев.

Сплошными (сплошнолесосечными) называют рубки, при которых весь древостой на лесосеке вырубают в один приём (срок действия лесорубочного билета). Выделяются виды сплошных рубок:

• 1. с предварительным естественным возобновлением;
• 2. с последующим естественным и искусственным лесовозобновлением.

Сплошные рубки соответствуют природе одновозрастных древостоев, представленных одной или несколькими породами одинаковых или близких возрастов спелости и долговечности при целевом выращивании после рубки также одновозрастных древостоев.

Сплошные рубки при других равных условиях применяются преимущественно в лесах третьей и второй групп, в меньшей мере — в лесах первой группы.

На участках с древостоями мягколиственных пород полнотой 0,7 и ниже, хвойных — полнотой 0,5 и ниже и достаточным для возобновления леса количеством жизнеспособного хорошо развитого подроста или второго яруса хозяйственно ценных пород ведутся сплошные рубки с их сохранением.

Технология лесосечных работ предусматривает проведение рубок с сохранением предварительного естественного возобновления и без сохранения.

Проведение сплошных рубок по принципу узколесосечных позволяет в большей степени обеспечить сохранность предварительного и появление последующего возобновления.

Узколесосечные рубки широко применялись в конце XIX и в начале XX вв. Первые итоги по возобновлению сосны можно найти в работе Г. Ф. Морозова (1930). Рассматривая и другие способы главной рубки, Г. Ф. Морозов сделал вывод, что ни один из них не может быть идеальным для всех типов леса. Узколесосечные рубки благоприятны в лесостепи и на сухих почвах лесной зоны, так как повышают влажность почвы на вырубках. При оптимальном увлажнении естественное возобновление сосны может сдерживаться задернением почвы или вследствие разрастания подлеска и лиственных древесных пород. Если эти неблагоприятные условия отсутствуют, то сосна возобновляется успешно при обсеменении от стены леса при ширине лесосеки не более 60 м.

В связи с внедрением сплошных концентрированных рубок многие исследователи нашей страны изучали роль подроста в восстановлении лесов и пути его сохранения в условиях механизированных лесозаготовок. М. Е. Ткаченко (1952) установил, а затем другие исследователи подтвердили, что сохранение подроста не только создает экономию трудовых и денежных затрат на лесовосстановление, но и сокращает период наступления эксплуатационной спелости древостоя на 20−40 лет.

Считается, что за счет сохранения подроста при рубках спелых и перестойных насаждений можно обеспечить возобновление хозяйственно ценных пород в Сибири на 70% площади, в европейской части России в северной и средней подзонах тайги — на 60%, в южной тайге — на 50% и в подзоне смешанных лесов — на 40% площади лесосек. Даже в лесостепи на 25−50% лесосек следует ориентироваться на сохранение подроста не только хвойных пород, но и дуба (Попов, 1960). Необходимо только в год появления самосева или через год предварительно изредить густой подлесок на 40−60% (Чарпина, 1958).

На производстве часто возникает вопрос — при какой густоте подроста его надо сохранять при сплошной рубке? М. Е. Ткаченко (1952) указывал, что для возобновления елового древостоя достаточно нескольких сотен особей подроста, т. е. надежный (световой) подрост надо сохранять при любой его густоте. Но если это связано с изменением технологии лесосечных работ (а при переходе на иную технологию может снизиться из-за отсутствия навыков производительность труда), то на это стоит идти лишь на той части лесосеки, где густота надежного и половина числа сомнительного подроста будут иметь в сумме свыше 1 тыс. экз. на 1 га при встречаемости более 30%. При преобладании в лесах I-П группы ненадежных (теневых) и сомнительных (переходных) особей подроста он используется как объект лесовыращивания путем проведения постепенных рубок. Для сохранения подроста выделяется внутри лесосеки даже отдельный участок с достаточным количеством перспективного подроста, если его площадь превышает 1 га.

Для большей сохранности подроста рубку леса следует приурочивать к снежному периоду. Зимние заготовки ведутся преимущественно в удаленных кварталах или в массивах с избыточно увлажненными почвами, где создавать лесные культуры сложно. Поэтому особое внимание соблюдению технологии лесосечных работ с сохранением подроста должно уделяться именно в зимний период.

Тракторная трелевка в нашей стране стала применяться в 30-х годах 20 столетия. И уже в то время лесоводы обратили внимание на одну технологию, обеспечивающую сохранение 40% подроста (Декатов, 1937), сущность которой заключалась в следующем. Лесосека делилась на полосы (пасеки) шириной 20 м. На средней 10-метровой полосе деревья валили вдоль нее, а с боковых — под острым углом, в направлении трелевки. Сучья обрубали и сжигали в кучах на средней полосе. Трактор трелевал хлысты за вершины на верхний склад (Сошников, Борковский, 1937). В 50-х годах А. В. Побединский, исследовав связь ширины пасеки и сохранения подроста, установил, что наибольшее его количество остается при ширине пасеки, равной полуторной высоте древостоя.

В 1960 г. инженерно-техническими работниками комбината " Костромалес" была предложена для сохранения подроста технология с применением склизового или подкладочного дерева, применявшаяся для биологической подсушки мелколиственной древесины перед сплавом.

При формировании пачки стволы скользили по подкладочному дереву, не касаясь земли, что и обеспечивало сохранение мелкого подроста. Часто средний подрост наклонялся разворачивающимися стволами, а крупный погибал (оставался лишь посреди межволочного пространства на площади не превышающей 15%). В среднем сохранялась 1/3 всего подроста, из них мелкого — до 50−60%. Недостаточная сохраняемость подроста объясняется не только трелевкой леса за комли стволов, но и тем, что трактор трелевал деревья с кроной. К недостаткам костромской технологии можно отнести случаи слома ствола при ударе о подкладочное дерево, а также небольшую нагрузку на рейс трактора в малопроизводительных древостоях.

Костромской способ разработки лесосек первой внедрила комплексная бригада Г. В. Денисова, поэтому иногда его называют технологией Денисова. Хотя эта технология и не получила широкого распространения, почин костромских лесозаготовителей был поддержан, и с этого времени такое важное мероприятие в лесовосстановлении как сохранение подроста получило окончательное признание.

Более совершенной оказалась удмуртская технология лесосечных работ, предложенная Г. П. Тимофеевым (1961). Чтобы уменьшить гибель подроста от крон как при падении дерева, так и при формировании воза, ширина пасек была принята равной высоте древостоя. При такой узкой пасеке основная часть крон падает на волок, который имеет ширину 4−5 м. Вначале готовят волоки (хотя бы два смежных), а затем ограниченную двумя волоками полосу леса разрабатывают одновременно на два волока — в развал. В зависимости от расстояния до волоков и размещения подроста вальщик сам решает, на какой волок валить деревья из середины пасеки. Так как фактически на один волок разрабатывается узкая полоса леса, то этот способ еще называется методом узких лент.

Более частая сеть волоков позволяет валить деревья под острым углом к волоку, что приводит к меньшему развороту стволов при формировании воза трактором и благоприятно сказывается на сохранении подроста. Благодаря этой технологии в Удмуртии была приостановлена нежелательная смена лесов, и на 1.01.73 г. площадь хвойных древостоев возросла по сравнению с 1.01.66 г. на 65,9 тыс.га.

Первоначальное предложение Г. П. Тимофеева по частичной обрубке сучьев, которые могли повредить подрост, не было принято, и деревья трелевались за вершины с кроной, В результате повреждалось и уничтожалось много подроста, а вырубка захламлялась обломившимися сучьями и уничтоженным подростом, поэтому многими лесоводами трелевка деревьев с кронами была признана нежелательной.

В Архангельской обл. с появлением трелевочного трактора была распространена трелевка хлыстов за вершины, позволяющая использовать сучья для укрепления волоков на избыточно увлажненных почвах. Ширина пасек соответствовала двойной высоте древостоя. Работники Ерцевского лесхоза с 1963 г. начали применять хлыстовую трелевку за вершины при ширине пасеки, близкой к полуторной высоте древостоя (35−40 м), и ширине волоков 5−6 м. Поэтому эту технологию они назвали узкопасечным способом разработки лесосек (Якубюк, Харламов, 1968).

Валочно-пакетирующие машины ЛП-2, ЛП-19 позволяют сохранить в межволочном пространстве 70−90% подроста. Но производительность их за счет подъема дерева для переноса его над подростом снижается на 20−25%. Сохраненный подрост часто уничтожается при трелевке леса. Имеется возможность в летний период даже на влажных почвах сохранить около 70% подроста (в т.ч. с повреждениями 12−13%), если укладывать деревья в расчете на трелевку хлыстов за вершины по каждому второму следу ЛП-19. Таким образом, и в этой технологии (Обыденников, 1980) эффект получился за счет трелевки хлыстов за вершины и укладки сучьев на волок для улучшения проходимости трелевочных машин. При снежном покрове можно сохранить подрост и при трелевке деревьев за комли по каждому следу ЛП-19 с помощью тракторов, оборудованных клещевым захватом (ЛТ-157, ЛТ-154, ЛТ-89, ЛТ-171) или лебедкой (ТДТ-55, ТТ-4, ТЛТ-100 и др.). При трелевке деревьев за комли с помощью ТБ-1, ЛП-18А сохранность подроста уменьшается из-за необходимости выезда этих машин с волока на пасеку к пачке деревьев сбоку для погрузки.

По инициативе Н. Е. Декатова в 60−70-х годах были исследованы в европейской части России разновозрастные ельники и намечены пути рационализации в них главных рубок. Распространенными оказались абсолютно разновозрастные древостои с гиперболической кривой распределения деревьев по ступеням толщины и предельным возрастом отдельных елей в 340−440 лет, в которых поколения ели распределены по территории относительно равномерно. Для них в качестве первой рационализации были разработаны сплошные рубки с сохранением подроста и тонкомерных деревьев, которые имели невысокий возраст. Чтобы обеспечить сохранение не менее 250−500 тонкомерных деревьев и 2−5 тыс. экз. хвойного подроста, предложено на дренированных почвах (например, в ельнике липняковом) вести рубку с оставлением деревьев толщиной менее 20 см на высоте груди и на избыточно увлажненных почвах (например, в ельнике долгомошном) — менее 12 см. Интенсивность рубки по запасу составляет 70−90%.

Для сохранения подроста и тонкомера была изучена возможность проведения таких рубок с помощью многооперационных машин (ЛП-2, ЛП-19, ТБ-1 и ЛТ-89). Оказалось, что при этом повреждается 10−25% тонкомерных деревьев (Д 1,3 =6,1−18 см), и эти машины были отклонены (Никонов, 1982). Оправдала себя архангельская технология лесосечных работ.

Оставшиеся в результате адаптации 150−250 тонкомерных деревьев, предварительный подрост и последующее возобновление хвойных и лиственных пород образуют даже без рубок ухода высокопродуктивные хвойно-лиственные разновозрастные древостои.

Одним из интересных является объект в кв. 305 Островского лесничества Крестецкого лесхоза, где в 1963 году на площади около 30 га выполнены рубки по следующим технологиям: Тагильская, Крестецкая, Карельская, Удмуртская, Костромская (Анисимов, 1966; Виногоров, Потапов, 1964). Уникальность опыта заключается в том, что работы по разработке делянок выполнены в одинаковых условиях произрастания и, главное, силами лучших лесозаготовительных бригад, приглашенных из различных экономических районов, которым были предоставлены все возможности для работы по своему, хорошо освоенному методу.

Тагильская технология. Разработка осуществлялась на базе предварительно разрубленных трелевочных волоков с шириной пасек равной 1,5 высоте насаждения (35−40 м). Валка осуществлялась вершиной на волок. Порубочные остатки укладывались на волока в валы с последующей проминкой трактором. Особенность этого метода состояла в использовании отдельных валочно-сучкорубных звеньев, что обусловливало челночное движение трактора (трелевка со смежных пасек). Вторая особенность состояла в том, что допускалось отклонение предварительно намеченной трассы волока от густых куртин подроста. Трелевка велась исключительно за вершину.

Карельская технология. Разработка велась с условием валки деревьев вершиной в сторону волока. Обрубка сучьев производилась на месте валки. В местах наличия густых куртин подроста валка производилась с расчетом наименьшего повреждения его. В этом случае обрубка сучьев производилась в пасеках с укладкой в кучи. Трелевка осуществлялась по смешанному типу, т. е. как за вершину, так и за комель, в зависимости от размещения подроста и куртин сохраняемого молодняка хвойных пород. Трактор при формировании пачки часто сходил с трассы волока.

Удмуртская технология. В данном варианте разработка осуществлялась по «методу узких лент». Сохранность подроста и молодняка обеспечивалась за счет предварительной разрубки волоков, направленной валки под острым углом к волоку и трелевки строго за вершину. Направление волоков соблюдалось, в отличии от других бригад, более жестко, поскольку ширина пасек составляла всего 20−22 м. Узкие пасеки позволяли производить валку под острым углом к оси трелевки, т. е. формирование пакета осуществлялось, практически, без разворота деревьев. Обрубка сучьев производилась частично на волоке, трелевка велась деревьями с кроной только за вершину.

Костромская технология. Разработка делянки осуществлялась также по предварительно разрубленным волокам при ширине пасек равной 35 м. Особенность данной технологии состоит в том, что валка преимущественно производилась на подкладочное дерево, что обеспечивало сохранность мелкого подроста в процессе формирования пачки (трелевка производилась за комель). К сожалению, при этом методе сохранность крупного подроста (более 1 м) не обеспечивалась. На участках с большим количеством крупного подроста валка производилась с расчетом трелевки за вершину.