Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности формирования ельников после механизированных комплексных рубок в двухъярусных лиственно-еловых древостоях Скандинавско-Русской провинции

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования ельников после механизированных комплексных рубок в двухъярусных лиственно-еловых древостоях Скандинавско-Русской провинции"

На правах рукописи

ЖЕЖКУН Анатолий Николаевич

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЕЛЬНИКОВ ПОСЛЕ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУБОК В ДВУХЪЯРУСНЫХ ЛИСТВЕННО-ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЯХ СКАНДИНАВСКО-РУССКОЙ ПРОВИНЦИИ

06.03.03 - Лесоведение, лесоводство, лесные пожары н борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Брянск, 1993

На правах рукописи

ЖЕЖКУН Анатолий Николаевич

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЕЛЬНИКОВ ПОСЛЕ

МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУБОК В ДВУХЪЯРУСНЫХ ЛИСТВЕННО-ЕЛОВЫХ ДРЕВОС'ГОЯХ СКАНДИНАВСКО-РУССКОЙ ПРОВИНЦИИ

06.03.03 - Лесоведение, лесоводство, лесные пожары н борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Работа выполнена на кафедре лесоводства и защиты леса Брянского технологического института '

Научны^ руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Тихонов A.C.

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных

наук, профессор Тарасенко В.П. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Лисица Г.В.

Ведущая организация - Западное лесоустроительное предприятие

Защита диссертации состоится " Эека^рл 1993 г,

в ^ часов на заседании специализированного совета

1

К .064.08.01 в Брянском технологическом иституте (241037, г.Брянск, пр. Станке Димитрова, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан " иояоря_1593 г

Просим принять участие в обсуждении диссертации или выслать в адрес совета отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных наук,

В.И.Шоиши

Общая характеристика работы

Актуальность темы обусловлена концепцией восстановления коренных лесных биогеоценозов на месте лиственно-еловых древостоев, образовавшихся после сплошных рубок в результате смены пород. Познание закономерностей формирования ельников после механизированных комплексных рубок в таких древостоях позволит сократить срок воспроизводства ельников и ускорит создание постоянной лесосырьевой базы для целлюлозно-бумажной промышленности.

Цель исследования. Дать лесоводственно-экономическое обоснование механизированных комплексных рубск в двухъярусных лиственно-еловых древостоях южной тайги и хвойно-широколиственных лесов Скандинавско-Русской провинции.

Задачи исследования: 1) изучить структуру и производительность ельников после механизированных комплексных рубок 12-30-летней давности;

2) оценить степень влияния средств механизации на древостой в зоне их воздействия;

3) совершенствовать организационно -технические элементы рубки;

4) определить экономическую эффективность механизированных комплексных рубок.

Научная_новизна_работы. Впервые изучена

производительность спелых и приспевающих ельников и выявлены закономерности в их формировании после механизированных комплексных рубок; приведены данные о товарной структуре ельника сформировавшегося под воздействием лося; получены материалы об особенностях восстановления и формирования корневых систем ели в почвенном пространстве волокся; установлены особенности роста и развития мягколиственных деревьев, возобновившихся на волоках и оставленных тонкомерных их стволов в межволочном пространстве пасек.

Практическая значимость исследований, Результаты исследований ельников, сформировавшихся после

механизированных комплексных рубок позволили рекомендовать производству сорг1Имсн7ную технологию лесосечных раГхп комплексных рубок,

Обоснопанность и достоверность регулы а шн пол I нержд.-н? и ч

значительным количеством фактического материала по опытным и производственным объектам, который обработан с использованием математических методов и ЭВМ.

Личное участие автора в исследованиях. Лично автором разработана программа, выбрана и составлена методика исследований. В работе приводятся результаты исследований, выполненных при непосредственном участии автора за период с 1989 по 1993 годы.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава (Брянск, 1990),. Второй Всесоюзной научно-технической конференции (Москва, 1991), научно-практической конференции по итогам научно-исследовательских работ (Брянск, 1992).

Внедрение и публикация результатов исследований. Разработано в Калужском лесхозе и УНПКЛП БрТИ два участка опытной и производственной рубки с сортиментной заготовкой древесины, общей площадью 9,1 га. Результаты исследований опубликованы в 4 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, основных выводов и предложений, 16 приложений. Список использованной литературы включает 217 источников, в том числе 6 иностранных. Машинописный текст диссертации изложен на 209 страницах, иллюстрирован 32 таблицами, 13 рисунками.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Сокращение срока выращивания ели после механизированных комплексных рубок.

2. Формирование в I ярусе примеси мягколиственных пород, возобновившихся на волоках.

3. Особенности воздействия тракторной хлыстовой трелевки на формирование оставляемых на выращивание подземных и надземных органов ели.

4. Сортпментная технология лесосечных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность изучаемого вопроса и определяются задачи исследований. •

1. Состояние вопроса.

Употребление термина "комплексные рубки" впервые

приводится И.С.Мелеховым (1962). Использование данного термина нашло широкое распространение в лесохозяйственной литературе (П.Н.Ушатин, 1964; Сакс, 1967; Войнов, 1968; Вохминцев, 1970; И.П.Ушатин 1978, 1991, Тихонов, 1974, 1979; Тихонов, Зябченко, 1990; Побединский, 1976; Горшенин, Швиденко, 1977; Мелехов, 1984, 1989; Битков, 1986 и др.). Это дало основание выделить комплексные рубки в отдельную систему (Мелехов, 1989) или .категорию рубок леса (Тихонов, Зябченко, 1990) и ввести в ГОСТ 18486-87.

История подобных рубок в отечественном лесоводстве развивается более 150 лет. Выдающийся вклад в их становление и развитие внес лесничий Д.М.Кравчинский.

Многочисленные публикации накоплены в изучении наземной части ели после разреживания лиственного яруса (Кравчинский, 1913; Морозов, 1927; Георгиевский, 1957; Тарасенко, 1960; Декатов, 1961; Кишенков, 1964; Day, 1966; Войнов, 1968; Набатов, Туркин, 1968; Кайрюкштис, 1969; Давыдов, 1971; Казимиров, 1971; Сеннов, 1978; Буш, Иевинь, 1984; Holbo el., al. 1985). Меньше сведений о реакции корневых систем ели на разреживание (Рахтеенко, 1952; Згуровская, 1962; Давыдов, 1971; Чибисов, 1971; Савина, Журавлева, 1978; Банева, 1985).

После полного освобождения более 500 деревьев ели. на 1 га в возрасте 30-50 лет от угнетающего лиственного яруса, к возрасту спелости они почти полностью компенсируют прежнее отставание и дают ценную древесину (Декатов, 1961; Тихонов, 1964, 1977).

Многообразные комбинации параметров комплексных рубок, с применением и усовершенствованием лесозаготовительной техники и технологий для повышения сохранности ели испытывали П.В.Алексеев, В.Г.Атрохин, В.Л.Вожак, Н.Н.Броздниченко, В.И.Вохминцев, Н.Н.Декатов, Д.И.Дерябин, В.И.Желдак, Н.И.Казимиров, А.М.Клнщенко, В.Н.Минаев, Е.С.Мурахтанов, Н.М.Набатов, Н.Е.Поляков, А.II.Решетников, Д.П.Столяров, А.П.Сушинский, А.С.Тихонов, Е.НЛПахок и др.

Доказано, что внедрение средств механизации н Технологический процесс рубки приводит к ухудшению плодородия, водно-физических свойств почни но.ижов (Побединский, 1950, 1966; Mahring, Rawes, 1970; Обыденникон. 1980; Спур, Hiipiiec, 1984; Шакуиас, Бисгриикас, 198.5; Рубцон,

Дерюгин, Салмина и др., 1990) повреждению корней деревьев (Марченко и др., 1967), уменьшая ее корненасыщенность (Банева, 1990).

Указанное воздействие и уменьшение продуцирующей площади снижают общий прирост сохранившегося -древостоя (Марченко, 1964; Агрен, 1968; РгосЬИсЬ, 1976; Кожевников, 1979; Желдак, 1983; Атрохин, Иевинь, 1985 и др.). При определении прироста деревьев по диаметру в 2-4 метровых полосах, прилежащих к волоку обнаружены противоположные результаты как в сторону его уменьшения (Исаев, 1978; Шакунас, 1979), так и увеличения (Желдак, 1983; Ковязин и др.,'1988), требующие их уточнения.

Литературные данные о производительности спелых ельников после механизированных комплексных рубок в двухъярусных лиственно-еловых древостоях практически отсутствуют.

Оценку экономической эффективности комплексных рубок проводили П.В.Алексеев (1967), В.Г.Благоразумов (1968), Г.Т.Румянцев (1975), А.П.Сушинский (1977), Н.М.Набатов (1980) и другие.

I

2. ОБЪЕКТЫ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Объекты исследований представлены еловыми и елово-лиственными насаждениями, сформировавшимися после механизированных комплексных рубок 12-30-летней давности, в двухъярусных лиственно-еловых древостоях. После удаления осины и березы средняя густота 40-60- летнего елового яруса составляла около 800 шт/га. Средняя высота ели изменялась в различных типах леса от 5 до 13 м, с запасом 30- 60 м3/га. Ряд участков был представлен разновозростным и разновысотным II ярусом и подростом ели. Подбор объектов произведен в ельниках кисличниках и черничниках Лениградской, Смоленской, Кг«лужской и Брянской областей.'

Согласно поставленной цели исследований, программа включала:

1. Выявить влияние средств механизации на процесс формирования оставляемого после рубки древостоя с исследованием корневых систем ели.

2. Изучить структуру, и производительность дрсвостоев на местах различных вариантов механизированных комплексных рубок.

3. Разработать технологию лесосечных работ комплексных рубок с сортиментной заготовкой.

4. Произвести экономическую оценку механизированных комплексных рубок.

Исследование объектов производилось методом пробных площадей. Закладку новых постоянных пробных площадей осуществляли в соответствнь с ОСТ 56-69-83, с учетом особенностей методик по наблюдениям на прежних стационарах. В схему исследований входили варианты с одно-, двух-, трехприемнымн рубками, контроль и рубки с незавершенным циклом. При их производстве применялась в основном пасечная хлыстовая технология, с шириной пасек 30-50 м, волока - 3,5-6 м, на базе гусеничных трелевочных тракторов.

Влияние средств механизации на процесс формирования древостоя включало исследования изменений параметров волока, повреждения деревьев в межволочном пространстве пасек. Ширину волока составляло расстояние по обе стороны от центральной линии по протяженности волока до ближайших деревьев. По элементам поперечного сечения волока определяли соотношение пространства, занятого колеси и другими элементами воздействия на почву. В их пределах определяли водно-фнзнческие свойства почвы (Качннскнн, 1931).

По протяженности волок разделяли на подзоны воздействия (ПЗВ), кратные проходу 25 рейсов трактора (Побединский, 1955). По подзонам воздействия и элементам поперечного сечения волока описывали напочвенный покров, древесные и кустарниковые породы, а также степень разложения порубочных остатков. Сомкнутость крон деревьев над волоком определяли путем их картирования.

У кромки волока, методом среза (Колесников, 1972) закладывали 4-6 траншей, размером 10x0,3x0,3 м. Наибольшее расстояние от середины волока до стволов деревьев, корневые системы которых выходили на волок, включали в максимально возможную площадь влияния. При исследовании корневых систем 3-5 модельных деревьев ели на площади влияния по подзонам воздействия и на контроле, применяли метод скелета в сочетании с методом монолитов (Рахтеенко, Якушев, 1970). Корпи из почвенных монолитов (размером 0,5x0,3x0,3 м) разбирали по 10-сантимстровым горизонтам, сортировали и взвешивали по фракциям толщины: тоньше 2 мм; 2-4 мм; 4-10 мм и юлще 10 мм

*(Калинин, 1991).

Степень влияния средств механизации на древостой определяли, сравнивая таксационные показатели на площади влияния с контролем. Текущий прирост (изменение) запаса древостоев определяли по ОСТ 56-73-84. Анализ хода роста деревьев ели проведен по модельным и учетным деревьям, секционным способом по пяти- и десятилетним периодам после начала рубки. Установление и измерение пороков учетных деревьев, для ' определения товарной структуры древостоя производилось согласно ГОСТ 2140-81. Выход сортиментов определялся путем распиловки ствола по требованиям ГОСТ 9463-88 н ГОСТ 9462- 88.

При разработке технологии лесосечных работ с сортиментной заготовкой, на операции подтрелевки древесины техническое нормирование труда осуществляли по методике ЦНИИМЭ (1984). При испытании сортиментной технологии на комплексных рубках учет сохранности деревьев II яруса и подроста ели производили по методике Н.Е.Декатова - А.С. Тихонова (1977). К уничтоженным деревьям относили особи со сломом ствола, потерявшие более половины кроны, наклоненные более 5°, с нарушенной корневой системой, поврежденные с величиной ран более половины диаметра ствола.

Экономическая оценка результатов комплексных рубок производилась по показателю экономической эффективности (Г.Т.Румянцев, Н.И.Мартынова, 1972) с учетом фактора времени, по ценам, действующим до 1990*г.

Математико-статистическая обработка данных выполнена по пакету прикладных программ на ЭВМ "Электроника МС 0585".

Таким образом, в результате исследований отработано и проведено обследование 34 участков ельников, общей площадью около 200 га. Проведена ревизия 18 пробных площадей А.С.Тихонова и заложено 8 новых постоянных пробных площадей. Выполнен анализ хода роста 22 учетных и 9 модельных деревьев. Изучено строение корневых систем 9 модельных деревьев в зоне влияния средств механизации, заложено 54 почвенных монолитов и взяго 649 образцов почв для определения водно-физических свойств.

3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

По провинциальному расчленению (Курнлев, 1973) район исследований в холит и подзону южной тайги и зону смешанных

лесов Скандинавско- Русской провинции. Доминирующее положение в коренных древесных фитоценоза х занимает ель европейская. Однако, в результате нарушения режима ведения хозяйства динамика площадей спелых хвойных древостоев за последние 30 лет.продолжает идти в сторону снижения. К тому же ельники могут пострадать от экстремальных условий летних засух и в зимний период, от сильных морозов, чередующихся с частыми оттепелями (Тимофеев, 1944). При этом продолжают возрастать площади спелых и перестойных древостоев мягколиственных пород, формирующим под своим пологом второй ярус и подрост ели. После проведения в них комплексных рубок начинается восстановление главной лесообразующей породы - елп европейской.

Таким образом, природные условия района исследований в общем благоприятны для произрастания ели европейской п формирования еловых фитоценозов.

4. СТРУКТУРА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЕЛЬНИКОВ, СФОРМИРОВАВШИХСЯ ПОСЛЕ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУБОК

На местах одноприемных рубок устранение конкуренцип лиственных пород вызвало увеличение прироста ели через 2-3 года после рубки. Спустя 15 лет, прирост ели по диаметру возрос на 68,8%, а по высоте - на 42,5%. Из сохранившихся на выращивание после удаления лиственного полога 790 деревьев 45-летней ели, через 29 лет, в процессе роста и развития осталось 408 шт/га (51,6%). Около 60% из числа наличных елей вышло в I ' .'УС, увеличив высоту с 8 до 20,2 м (табл. 1). Появившиеся а п "остранствах между кронами елового яруса, сомкнутостью менее Г ,5 и на волоках деревья осины и березы имели высоту 20 и 15 м. Они приспевают к главной рубке, вместе с оставленными в отдельных случаях, тонкомерными деревьями мягколиствснных пород.

Текущее срсднспсрноднческое изменение запаса приспевающих слово-лиственных древостоев за 24-24 лет после одноприемных рубок достигло п кисличниках 8 м3/га, а п черничниках - 5,5 м3/га стволовой древесины. Увеличение запаса ельников за период после одноприемной рубки на 210-230 м3/га в кисличниках и около 150 м3/га - в черничниках снижает срок выращивании при сопоставлении с производительностью

модальных еловых древостоев на 30 лет. Все это время дополнительное текущее среднепериодичсскос изменение запаса древесины составило 3-4 м3/га в кисличниках и 2-3 м3/га-в черничниках. Производительность 75-80-летних ельников, сформировавшихся спустя 24-29 лет после одноприемных комплексных рубок в кисличной серии типов леса составляет около 300 м3/га. Качество древостоя соответствует 1-му классу товарности.

Следовательно, одноприемные механизированные комплексные рубки перспективны в двухъярусных. лиственно-словых древостоях полнотой менее 0,7 и возрастом второго яруса ели менее 60 лет.

Однако, внезапное локальное изменение экологической обстановки после одноприемных рубок содействует увеличению отпада до 15-20% от исходного количества деревьев ели.

Основную часть отпада ели (40-70%) удается сохранить при многоприемных комплексных рубках, что объясняется постепенной адаптацией деревьев к измененным внешним условиям.

В лиственно-еловых древостоях с разновозросТным и разновысотным еловым ярусом, фрагмент динамики текущего среднепсриодического прироста ели до и после двухприемной рубки приводится в таблице 2.

После первого приема рубки по размеру деревьев (диаметром более 20 см), в течение 13-летнего периода между - приемами, у деревьев не наблюдалось снижение прироста по всем морфометрическим показателям, за исключением прироста по высоте, во второе десятилетие у поколения 28-летней ели.

Спустя 15 лет после окончательного приема рубки темпы прироста у деревьев старшего поколения возросли еще более. Молодые ели за последние 7 лет начинают снижать прирост по высоте и диаметру, вероятно, из-за усилившейся конкуренции с деревьями старшего поколения ели. И все же эти показатели прироста их выше, чем у старших слей, что позволяет пополнять I ярус, формируя разновозрастный сложный древостой.

Однако, механический отбор лиственных деревьев в первый ' прием рубки не обеспечивал прерогативу осветления наиболее крупномерных 50-60- летних деревьев второго яруса. При индивидуальном отборе и равномерном разреживании лиственного яруса, полнотой более 0,7, именно они к возрасту спелости

Таблица 1

Основные таксационные показатели древостоев кисличной серии типов леса (фрагмент)

Способ рубки Ярус Состав Преобладаощая порода Число стволов

Возраст средние Полнота Запас

лет высота, и диаметр, см шт/га- м^/га

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1.Одноприемная I 5Е4Е( 110)1 Ос(ЗО) 75 20.2 19.7 0.55 602 236

II 70л(с) 2И1Е(40). +Б 30 15.0 11.3 0.33 870 62

2. Даухприеиная I ЮЕ. ♦ Ос 90 26.9 28.8 0.45 340 261

II 7Е20с1Кл. ♦ Д 51-70 14.8 14.1 0.08 160 17

3. Трехприемная I 6ЕЗЕ(90)10с. + Д 55 18.1 16.2 0.47 628 161

II 9Е1Е(25). ♦ С 45 10.4 9.5 0.49 2114 77

4.1 прием полос-но-пасечно двух-лриемной I 4Е2Б2С1Е(110)10с 81-110 23.2 23.5 0.62 448 306

II 8Е1Е(50)16 80 14.5 14.4 0.19 476 36

Б. Контроль I 80с2Б,ед.Е(95) 75 29.8 30.3 0 74 434 403

1 II 10Е.'Юл(с).ед.Е(40) 75 12.3 13.2 0.32 645 58

накапливают крупномерную древесину, формируя 57-92% запаса спелой и приспевающей части ельника. На средневозрастное поколение приходится 7-14%, на молодое - от 1 до 3% запаса ельника. После > проведения трехприемной комплексной рубки в древостоях с преобладанием во втором ярусе 20-летней ели, через 30 лет формируется разновозрастный ельник с меньшей долей спелой часи (до 20% запаса). В дальнейшем разновозрастные древостой подлежат переводу на выборочную систему хозяйства.

Таблица 2

Динамика текущего среднепериодического прироста ели до и после двухприемной механизированной комплексной рубки

(фрагмент)

Средний возраст ели до рубки, лет Среднее арифметическое значение прироста

до рубки за, лет после 1 приема рубки спустя, лет после 2 приема рубки, спустя, лет

1 - 10 1 - 10 11 - 15 1 - 10 11 - 15

по высоте, м

6? 0. 16 0.24 0.26 0.28 0.40

2й 0.24 0.52 0.46 0.50 0147

по диаметру, см

02 0. 17 0.26 0.38 0.42 0.54

28 0.22 0.49 0.56 0.60 0.57

о по объему, дм

62 3.5 5.9 8.6 15.4 19. 1

28 0.3 2.1 5.7 12.4 13.6

Следовательно, в двухъярусных лиственно-еловых дрсностоих полнотой более 0,7, с разновозрастным и разновысотным еловым ярусом рекомендуются многоприемные комплексные рубки.

При исследовании товарной структуры ельников с воздействием после рубки лося (до 20% деревьев) установлено, что выход деловой древесины составляет 90,1% от ликвнда, что соответствует 1-му классу товарности. Основными сортиментами целевого назначения являются: пиловочник .общего назначения (37,3%), балансы (30,5%), лесоматериалы для выработки лущенного шпона (17%).

На местах после двухприемных рубок с высотой елового яруса 4-6 м, сомкнутостью- 0,5 возобновившиеся на волоках и в межволочном пространстве деревья мягколиственных пород уже через 10 лет угнетали около половины тонкомерных (1-4 см) деревьев ели, при общей сомкнутости полога 0,9. Спустя еще 1520 лет, деревья лиственных пород сохраняются лишь на волоках и частично в межволочном пространстве пасек, обгоняют угнетаемые в прошлом особи ели на 5-6 м, но не достигают высоты неугнетаемых (разница 0,5-2,5 м). И без проведения рубок ухода, доля участия их в составе первого яруса 60-летнего ельника не превышает 25%.

Таким образом, на участках с высотой ели 4-6 м даже при сомкнутости полога менее 0,5 после рубки, с последующим возобновлением мягколиственных пород проведение рубок ухода не требуется.

Текущее среднепериодическое изменение запаса ельников кисличной серии типов леса за 15-20 лет после рубки сосгавляет 9,7-14,0 м3/га, в том числе ели - 6,4-13,3 м3/га. При оставлении на выращивание деревьев II яруса ели, они достигают эксплуатационных размеров через 30 лет после начала многоприемных комплексных рубок. Следовательно, срок выращивания технически спелой древесины ели при сопоставлении со сплошной рубкой с последующим закультивированнем вырубок сокращается на 60 лет (90-30) Дополнительное превышение их текущего среднепериодического изменения запаса за этот период - около 3 м3/га п год. Производительность спелых ельников 1 класса товарности на момент исследований 150-280 м3/га, а приспевающих и средневозрастных - 185-250 м3/га (см. табл. 1).

На участках с незавершенными иолосно-пасечнымн рубками, спустя 25 лет после первого приема, доля ели в составе I яруса увеличилась с 1 до 5 единиц. И при равномерном разреживании лиственною полога до полноты 0,20, спустя 25 лет сформировался елово-лисгвенный древостой. Участие ели в составе I яруса превышает 40%. Деревья ели, вышедшие из второго яруса увеличили прирост в высоту за это время на 15,5 м.

' Одндхо, они еще не достигли высоты мягколиственных порол (разница 5-9 м). Текущее периодическое изменение запаса через 25 лет на этих участках составляет 160-250 ч3/га, п том числе ели - 120-140 м3. Отпад ели по густоте в процессе ееIест пенною

иэрежнвания за период после рубки 33-35% (на контроле - около 60%).

При снижении полноты лиственного полога не менее 0,4 (интенсивность рубки менее 50%), 45-летняя ель и спустя 25 лет остается произрастать во втором ярусе, увеличивая свой отпад во второе- третье десятилетие. Отпад деревьев осины (до 20% по числу стволов) происходит в основном в первое десятилетие после начала рубки, березы - со второго десятилетия.

Осинники и березняки на местах комплексных рубок с незавершенным циклом имеют запас 360-450 м3/га , но оцениваются по 3-му классу товарности. Ель в возрасте 70-80 лет, имея низкую густоту (200-400 шт/га) уже не может быть объектом для выращивания высокопродуктивного ельника.

В контрольных вариантах, за 25-30-летний период наблюдений производительность 65-85-летннх низкотоварных лнетвенно-еловых древостоев достигла 380-490 м3/га, в том числе ели - не более 30%. Текущее периодическое изменение запаса за последние 25 лет составило 120 м3/га. Накопление древесины ели (30 м3) уступает, по сравнению с древостоями пройденными рубками в 3-7 раз. В контрольных дрсвостоях в наличии около 300 тонкомерных деревьев ели с запасом 60-80 м3/га.

Таким образом, на обширном экспериментальном материале подтверждаются следующие результаты комплексных рубок с ручной заготовкой, полученные Н.Е.Декатовым (1961), А-С.Тнхоновым (1964, 1977), Н.И.Казимировым (1971).

После освобождения от лиственного полога 30-50-летнего елового яруса, густотой более 500 деревьев, через 40-50 лет формируются высокопродуктивные елово-лиственные древостой. Накопление крупномерной древесины ели после комплексных рубок в кисличной серии типов леса способствует сокращению срока выращивания ельников на 40-60 лет, с ежегодным дополнительный приростом 3-4 м3 древесины на 1 га. Деревья осины и березы, появившиеся после рубки в "окнах" между деревьями ели, имели iiiireucuBtiuq рост, определивший выход их G 1 ярус.

По результатам наших исследований доказано, что после механизированных комплексных рубок с сохранением более 800 шт/га деревьев II яруса ели, в возрасте 40-60 лет, спустя 30 лет формируются спелые и приспевающие еловые и елово-лиственные дремк-тои, с запасом около 300 м3/га. За этот период, дополнение

текущего . среднепериодического изменения запаса составляет 3-4 м3/га в кисличниках и 2-3 м3/га - в черничниках, сокращая срок выращивания на 30-60 лет. Возобновившиеся на волоках и прогалинах среди елового яруса, сомкнутостью менее 0,5 деревья осины и березы 'выходят в I ярус и приспевают вместе с елью к рубке.

Рост и развитие древостоев на контроле подтверждает достоверность результатов А.В.Давыдова (1971). В спелых и перестойных осинниках и березняках, не подверженных рубке ель за последние 30 лет продолжает оставаться во втором ярусе и доля ее уменьшается.

5. ВЛИЯНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В ПРЕДЕЛАХ ПАСЕК

Почвенное пространство волоков на участках комплексных рубок после разложения порубочных остатков заселяются живым напочвенным покровом и древесными породами. Спустя 20-25 лет после двухприемных рубок с оставлением елового яруса высотой до 6 м, береза и осина второго поколения на дренированных почвах выходит в еловый ярус, достигая средней высоты 10-15 м. На волоках после одноприемных рубок,с сохранением деревьев ели высотой до 10 м, спустя 25-30 лет, появившиеся деревья осины достигают высоты 20,9 м, формируя приспевающие слово-лиственные древостой. После трехприемных рубок 15-20-летней давности, повторяемостью 5- 10 лет пространство волоков, из-за ухудшения водно-физических свойств почвы, лишь в отдельных местах заселяется деревьями.

Возобновление и произрастание мохово-травяннстой растительности и древесных пород на волоках способствует разрыхлению верхних наиболее уплотненных слоев почвы. Процесс восстановления водно- физических свойств супесчаной почвы начинается с. верхних горизонтов. Так, спустя 20 лет после многоприемных рубок плотность верхнего 10-сантнметрового слоя почвы, в пределах 312-390 м от дальнего конца волока (5 ПЗВ) на 5,5% ниже, чем в каждом из двух нижеследующих горизонтов. Но седьмой подзоне воздействия (468-500 м) плотность почвы в верхнем горизонте еще остается выше, чем в нижних на 4-7%. При протяженности волока 100- 300 м, даже на участке с давностью рубки 12 лет плотность верхнего слоя почвы уже находится на уровне контрольных показателей. При этом

объемная масса двух нижележащих горизонтов почвы волоков еще Остается выше на 10-25%. Общее превышение плотности корнеобитаемых горизонтов супесчаной почвы на волоках, по' сравнению с контролем, через 12-20 лет после двухприемной рубки составляет 5-20%.

Уплотнение почвы на волоках вызвало уменьшение глубины распространения сохранившихся корней ели (20 см вместо 30 см в контроле). Снижение прироста корней привело к уменьшению их площади горизонтальной проекции (до 15% по сравнению с контролем), корйи формируются более сбежистой формы. Установлена высокая обратная корреляционная связь (коэффициент корреляции от -0,782 до -0,916) между корненасыщенностью (кг/м3) супесчаной почвы и ее плотностью (г/см3). График зависимости между этими величинами аппроксимируется уравнением параболы второго порядка:

Нк - -21,750512 + 43,347865^ - 19,063616^

Общая корненасыщенность супесчаной почвы волоков на 40-50% ниже, чем на контроле, в основном за счет фракции скелетных корней.

В средневозрастном ельнике, сформировавшемся через 25 лет после двухприемной рубки, с шириной пасеки 45 метров максимально возможная площадь влияния средств механизации составляет 26,4% от площади древостоя. Таксационные показатели здесь ниже, чем на контроле, что приводит к уменьшению запаса на 36,5%. Ца узких 35- метровых пасеках спелого ельника, в пределах' максимально возможной площади влияния (36,4%) число стволов на одну четверть ниже, чем на контроле. Однако, из-за более крупных размеров ели, превышающих на 3,9 см (12%) средний диаметр контроля, расхождение в производительности незначительное (менее 5%). В целом, производительность ельников сформировавшихся после механизированных комплексных рубок, по сравнению с ручными заготовками (Тихонов, 1964, 1977; Сакс, 1967) ниже на 15-30%.

Поэтому, при применении хлыстовой технологии лесозаготовок на базе гусеничных тракторов ширину пасеки необходимо ограничить кратной 1,5 средней высоты древостоя, протяженностью до 300 м.

При увеличении указанных параметров, следует переходить на сортиментную технологию лесозаготовок на базе колесной

техники.

6. ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ КОМПЛЕКСНЫХ РУБОК С СОРТИМЕНТНОЙ ЗАГОТОВКОЙ

Разработана для ослабления последствий воздействия средств механизации на древостой, по сравнению с пасечной хлыстовой технологией.

Первоначально лесосеку разрубают сетью волоков, шириной 5 м, через 50-метровые пасеки. После валки деревьев с дальнего конца волока и обрезки сучьев, хлысты раскряжевывают бензопилами на установленные сортименты. Центральную чзсть волока, шириной 4 м освобождают от сортиментов трактором. При помощи его отвала короткомерные сортименты (до 2 м) сдвигают к краям волока, остальные - перемещают на временные погрузочные площадки (ВПП), расположенные вдоль по обе стороны от волока, на свободных от деревьев местах.

Валка деревьев с межволочного пространства производилась бензопилами поочередно по 3-5 деревьев, в направлении перпендикулярном к ближайшему волоку. После обрезки сучьев и их укладки в кучи, высотой не более 1 м, хлысты раскряжевывали бензопилами на сортименты. Установлено, что благодаря рациональной раскряжевке фактический выход деловой древесины увеличивается более чем на 10% расчетного.

После расчистки волока от лесоматериалов приступают к извлечению древесины из межволочного пространства. Цикл операции включал установку трактора поперек волока, разматывание тягового троса, чокеровку 3-5 сортиментов, подтягивание их к волоку. Короткомерные лесоматериалы оставляли на кромке волока или окучивали по 1,5 - 2,0 м3; средне- и длинномерные сортименты доставлялись на ВПП. Состав бригады - 5 человек: валыцик-раскряжевщнк, помощник вальщика, тракторист, 2 чокеровщнка - укладчика (сучьев).

По результатам фотохронометражных наблюдений, проведенных с точностью измерений + 1,5-3,9%, на операции подтрелевкн сортиментов ЛКТ-81 норма выработки на 1 человеко-день составила по рациональному балансу времени 9,6 м3. По сравнению с хлыстовой трелевкой при среднем объеме хлыста 0,44 м3, она на 13% ниже, превышая заготовку древесины с ручной подноской в 1,4 раза.

При помощи погрузчика-штабелсра КЛ-4 лесоматериалы

укладывали на сортиментовозы и отправляли потребителю. При наличии самопогружающего сортиментовоза, оборудованного манипулятором, его использование на этих работах будет еще эффективнее.

Особенностью данной технологии является отсутствие верхнего склада, что позволяет экономить трудовые и материальные затраты, в большей степени сохранить продуцирующую площадь лесосеки.

После проведения комплексной рубки с выборкой 100-150 м3/га сохраняется в межволочном пространстве без повреждений более 80% исходного количества деревьев II яруса ели, а вместе с допустимыми повреждениями - 90%. Полученные данные на 20-30% превышают сохранность ели, по сравнению с традиционной хлыстовой технологией лесосечных работ и дальнейшее формирование ельников приблизится к результатам исторических рубок с ручной лесозаготовкой (Тихонов, 1964).

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУБОК

Экономическую эффективность механизированных двухприемных комплексных рубок, по сравнению со сплошными производили с учетом приведенных затрат на момент рубки, расчетом относительных коэффициентов и стоимостной оценки затраченного времени на их осуществление. В качестве объекта для расчета принят 1 га древостоя.

На сплошной рубке в основу расчета положена хлыстовая технология лесозаготовок, на комплексных - сортиментная.

Общая выручка от реализации лесопродукции (прейскурант 07-03) в варианте с комплексной рубкой и выращиванием ельника из деревьев II яруса составила 3633,8 руб.; при сплошной рубке с последующим искусственным возобновлением - 3207,5 руб. Всего сопряженных затрат получено по вариантам соответственно: 3076,3 и 3024,1 руб. Цена потерянного времени на прибыли за цикл сплошная рубка - лесовырашивание - главная рубка составила 374,1 рублей, по сравнению с комплексной рубкой. Все это позволяет ускорить время обращения и вложения денежного капитала в производство, с увеличением нормы прибыли.

('нечитанные относительные коэффициенты экономической эффективности с учетом фактора времени указывают, что проведение механизированных комплексных рубок в

двухъярусных лиственно-еловых древостоях в 3 раза рентабельнее сплошнолесосечных.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Оставление на выращивание 40-60-летнего елового яруса, густотой более 800 деревьев после механизированных комплексных рубок 30- летней давности, позволяет формировать высокопродуктивные еловые и слово-лиственные древостой.

2. Проведение одноприемных механизированных комплексных рубок позволяет за 30-летнкй период сформировать приспевающие ельники 1 класса товарности, с запасом окаю 300 м3/га. Одноприемные . комплексные рубки рекомендуются в двухъярусных лиственно-еловых древостоях, полнотой не более 0,7 и возрастом ели - менее 60 лет.

3. Многоприемные комплексные рубки направлены на выращивание разновозрастной структуры ельников для их перевода в выборочную систему хозяйства. Проведение многоприемных рубок предлагается в двухъярусных лиственно-еловых древостоях, полнотой более 0,7, с разновозрастным и разновысотным еловым ярусом.

4. Накопление крупномерной древесины после рубкн способствует сокращению срока выращивания ельников на 30-60 лет, с получением дополнительно в кисличниках 3-4 м3/га текущего среднепериодического изменения запаса древесины н 2-3 м3/га в черничниках.

5. Выход деловой древесины в спелых ельниках, с воздействием лося составляет 90,1% от ликвидной части, что соответствует 1-му классу товарности.

6. Деревья осины и березы, возобновившиеся после рубки на волоках и свободных пространствах среди . елового яруса, сомкнутостью менее 0,5 в процессе интенсивного роста выходят в I ярус и приспевают вместе с ель<о к рубке.

7. После первого приема комплексных рубок с незавершенным циклом, интенсивностью более 50% и снижением полноты лиственного полога менее 0,4, через 25 лет формируются елово-лнетвенные древостой. При снижении полноты верхнего яруса не менее 0,4, ель и спустя 25 лет остается произрастать во втором ярусе лиственно-еловых древостоев.

8. В спелых и перестойных лиственно-еловых древостоях, не подверженных рубке ель за 30-летний период наблюдении продолжает произрастать во втором ярусе, под угнетением мягколиственных пород и доля ее уменьшается.

9. Ухудшение водно - физических свойств почвы и повреждение корней деревьев в почвенном пространстве волоков, через 12-25 лет способствует снижению габитуса корневых систем ели, уменьшая корненасыщенность-супесчаной почвы на 40-50%,

по сравнению с контролем.

10. Производительность на максимально возможной • площади влиянии средневозрастного ельника на 36,5% ниже, чем на контроле. Но, благодаря изменению локальной экологической обстановки ель здесь лучше прирастает по диаметру и к возрасту спелости древостоя сопоставимые различия в производительности находятся на уровне 5%. Однако, густота деревьев в прилегающей

к волоку 4-4,5-метровой полосе ниже на 25%, ухудшая сортность древесины.

11. Разработанная и прошедшая внедрение при производстве комплексных рубок сортиментная технология лесосечных работ, на базе колесных трелевочных тракторов устраняет операцию по рчтаскнванию и транспортировке хлыстов по волоку, уменьшая степень воздействия на почву и корневые системы деревьев. В межволочном пространстве сохраняется без повреждений более 80% деревьев ели, а вместе с допустимыми повреждениями -90%.

12. По экономической оценке с учетом фактора времени, проведение в двухъярусных лиственно-еловых древосгоях механизированных комплексных рубок в 3 раза эффективнее, чем сплошных. Еще большее увеличение рентабельности можно ожидать при внедрении в практику комплексного выращивания ели и мягколиственных пород, что должно быть предметом дальнейших исследований.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Тихонов A.C., Жежкун А.Н. Формирование ельников после комплексных рубок в двухъярусных лиственно-еловых древсхлоях // Охрана лесных %экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. Тез. докл. Второй Всесоюз. науч.-техн. конф. - М., 1991. Ч.З. - С. 109-110.

2. Жежкун А.Н. Товарная структура ельников после механизированных комплексных рубок в двухъярусных лиственно-еловых древостоях// Памяти Г.Ф.Морозова: Тез.докл. научн.-техн. конф. - Брянск, 1992. - С. 14-16.

3. Жежкун А.Н., Дьяченко А.Н. Влияние мсхантиироианных комплексных рубок на формиронание корневых систем деревьев ели//Вопросм лесоведения и нхпьо.к Сб. науч. тр. - Брянск, 1993. - Вин. I. С. 14-15.

4.. Тихонов А Г., Жеж.кун Л.И. Сортиментам технология ¡n(voi < ii*y.panf'Hn»-M f.Mnv ярма. Информ,липок Брянского МИМ! i<)'M. N'!.' ?.Г/ <.U - 4t.