Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесоводственная оценка разных вариантов технологии прореживания и проходных рубок в хвойных древостоях южной тайги

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

Автореферат диссертации по теме "Лесоводственная оценка разных вариантов технологии прореживания и проходных рубок в хвойных древостоях южной тайги"



САНКТ-ОТЕРБУРГШЯ ЛЕС0ТЕШ1ЧЕСКАЯ А1СЛдШЯ

На правах рукописи

АНИКИН Александр Сергеевич

ЛЕСОВОДСТВЕ! 1НАЯ ОЦЕНКА РАЗНЫХ ВАИ'ЛИТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПЮЕВЗШАКИЙ И ПРОХОДНЫХ РУЫЖ В ХВОЙНЫХ ДРЕВОСТОЯХ ШЮЙ ТАЙГИ

06.03.03 - Лесоведение и лесоводство; леснке пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена на кафедре лесоводства Санкт-Петербургско{

лесотехнической академии

Научккй руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор С.Н.Сеннов

Официальные оппоненты - доктор биологических наук,

профессор И.И.Минкевич

- кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории лесоустройства ЛенШЛШ Н.Н.Декатов

Ведущая организация - Комитет но лесу Дашшградской

области

Защита состоится " 2^3 " 1992 г. в "_££_"

часов на заседании специализированного совета К 063.50.01 в Санкт-Петербургской лесотехнической академии /Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний/.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан " 20 " КСХ^Д 1992

Ученый секретарь специализированного советуА.Ц.Евдокимов

Просьба принять участие в обсуждении диссертации вдц внслат Баш отзыв на автореферат в 2-х экзмвдврах, заверенных печатью, по адресу: 19401Б, Санкт-Петербург, Институтский пер., д.5. Учений Совет.

Подписано в печать с оригинал-макета 12.IX.32 г. Формат 60x90 I/I6. Бумага оберточная. Печать офсетная. Изд. 44. Уч.-изд.лЛ,5. Ееч.л.1,5. Тираж 100. Заказ М26. С. 44. редакционно-издательский отдел

Подразделение оперативной полжграфи ЛТА 194 01£, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проведение рубок ухода является одним из важнейших лесохозяйственных мероприятий, направленных на интенсивное расширенное воспроизводство лесных ресурсов и обеспечение непрерывного, неистощительного пользования лесом. Увеличение объемов рубок ухода требует дальнейшего совершенствования технологии их проведения. Сейчас в стране почти нет лесохозяйственно-го машиностроения, есть лесопромышленное и сельскохозяйственное. Поэтому при организации лесохоэяйственного иашинострое*к!я валено установить, на какие иашины следует ориентироваться.

Нарушение лесной экоскстеш в результате механизации рубок ухода стало предметом исследований во итогах странах. Срэдя отрицательных факторов, характеризующее последствия пряыекекня лесозаготовительной техники на рубках ухода, особу® опасность представляют механические повреждения ствола деревьев, верхних горизонтов почт и корней. В результате повреждений наблюдается ухудшение санитарного состояния остающихся деревьев и снижение качества древесины. Травмирование стволов и корней приводит к заражению деревьев раневыми гниляни и развитие раковых заболеваний, особенно в ельниках. Повреждения приводят к укеньггешю экономической эффективности лесного хозяйства. Степень повреждения зависит от технологии и машин.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - габор технологии и машет, позволяющих лучшим образом выполнить задачу ухода за лесом в условиях южной тайги, преимущественно в елошх и лист-ванно-елошх древостоях. Ельники изучаются по причина их яакболь-ией повреждаемости и шсояой чувствительности к поранеигао.

Задача диссертационной работа заключалась в сопоставления иашин и технологических вариантов по степени повреждения древостоя и почш, выявлении последствий этих повреждений и ле^гоцст-венной оценке вариантов технология.

Объекты исследований. Участки леса, пройденные рус:гаки у -да и расположенные на территории Ленинградской области и Карела;» (СП "Ладэнсо"). В Вйборгснои и Сиверекоы лесхозах, в СП "Дад-энсо? созданном в 1990 г. на базе Питкярантского десопроихоза, пробные площади заложены в участках производственных рубок, а в Лпсиискса,

Волосоескоы, Рсшшнскоы, Охтинском - в участках опытных рубок.

Исследования проведены в наиболее распространенных: типах леса ельник -черничник и ельник-кисличник на грубогумусных и мо-дергумусшх суглинистых и супесчаных почвах.

Научная но вяз на. Впервые проведено комплексное исследование повреждаемости деревьев и почвы в сопоставимых условиях при разных вариантах технологии и с применением различных машин. Определена экономическая эффективность различных вариантов технологии с учетом ущерба от повреждения деревьев и зараженности их ранена® гшлями.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается больниц экспериментальным уатериалом, подученный за семилетний период работы. Результаты достоверны на высоком уровне значимости.

Дичшй вклад. Закладка Ш, таксационные работа, изучение морфологических свойств верхних горизонтов почва, определение её прочностной характеристики, учёт повреждений деревьев, определение их радиального прироста и зараженности раяешыи гшшам, оценка ущерба от повреждений, а также статистическая обработка экспериментального материала выполнены лично автором.

Дееодатологичесхое обследование древостоев проводилось совместно с науч.сотр.А.В.Седиховкиным и зав.лаб.Б.Г .Поповиче шм (кафедра защиты леса и древесиноведения IIA). Агрохимические свойства верхних горизонтов почвы и её ферментативная активность определялись по образцам, взятым автором, в С-3 НШ "Белогорка" ст. науч. сотр.T.H.ii ининой (лаборатория почвоведения). Исследование водопроницаемости почвы и анализ основных физических свойств верхних почвенных горизонтов проведены доц.А.П.Смирновым (кафедра почвоведения и гидролесомелиорации ДТА). Исследование гидротермического режима почвы и ее корненасыиенности осуществлено науч.сотр. ЛейШЛХа Н.А.Баневой. Расчет эколого-экономического эффекта сделан совместно с асс.И.Г.ИайороБнм (кафедра акономики лесного комплекса ITA).

Практическая ценность и реализация результатов работы. На основании исследований дана лесоводственная оценка различных вариантов технологии рубок ухода, что позволило выявить пределы воздействия техники на верхние горизонта почш и древостой. Бнед

рение предложений позволит снизить степень отрицательного воздействия на насаждение.

Результаты исследования использованы при проработке хоздоговорной теиатики 1986...1990 гг. и госбюджетной тематики 1991.. ...1992 гг.

Апробация работы и публикация результатов исследований. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных научно-технических конференциях ITA в 1987...1991 гг.; в виде тезисов докладов вошли в сборники научно-технических конференций и совещаний: в г.Мытищи, М1ТИ (1987 г.); в Сыктывкаре (I98Ö г.), в Йошкар-Ола, МарПИ (1909 г.), в Москве (1УУ0 г.), в Брянске, БрТИ (1990 г.), в Архангельске (19У1).

По материалам диссертация опубликовано 12 статей.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на v/Зстраницу, состоит из введения, шести разделов, выводов и практических предложений, содержит во таблиц, 23 рисунков и $ -У и г*n»«w,f..y.

зарубежных авторов.

На запрету выностгся следующие положения диссертационной работы:

- изменение лесорастительных свойств почвы после нехадази-рованных рубок ухода различной давности с применением разлишссс ыашн и вариантов технологии;

- повреждение древостоя при механизированных рубках ухода;

- влияние механических повреждений деревьев на радиальный прирост ствола;

- санитарное состояние древостоев после аюханизгфовакшх рубок ухода;

- распространение раневых гнилей у ели и оценка ущерба от развития р&невих гнилей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Состояние вопроса

В последние года в связи с интенсификацией лесного хозяйства наиболее острым стал вопрос о механизированном проведении рубок ухода. Наибольшее распространение имеет хлыстовая технология прОЕздегаш рабог. В скандинавских странах 95...98% лесозаготовок проводят по сортаиентной технологии с применением специальных лесных тракторов - харвеетеров, процессоров и форвардеров. За рубежом пршзияв* и малогабаритную лесохозяйственную технику, позволяющую лучяе сохранить древостой и почзу.

В нашей стране тоже ведутся работы по созданию современной техники для рубок ухода, рабсташей по соргиментной технологии (Гуцелкж, 1982; Столяров, Декато^ Минаев, 1991; Бойчук, Дроздов 1991).

Воздействие долин на почву изучали: И.П.Шлондаренко, Е.П. Иванов, В.Н.Рябичев, 1967; В.И.Обвдёнников, 1979; Д.А.Соколов, 1980; Ы.ИДяско, I9B2;T. FzieS , 1982; А.Н.Байилер, 1982; Я. Чикек, 1983; О.Р.Чайка, 1984; В.Г.&рохин, И.К.Иевинь, 1985; В.Н.Поляков, 1985; И.ПЛСиневич, 1986; ЛЛСайрюкятис, З.Иакунас, 1990.

Повреждаемость древостоя изучали: C.ßositom. , 1976; Т. К у Ii ¿¿¿a, 1980; М.Всгеп.^ 1981; F.Siepryuxnn, x98I; JI.А.Кайрюкшткс и др., 1981; А.Н.Стонкус, 1982; F.Kctto , 1983; В.В.Гринченко, 1984; В.Н.Нерман и др., 1984; В.Г.Атрохин, И.К. Иевинь, 1985; В.Н.Поляков, 1985; В.В.Дьяконов, А.АЛъанчижов, 1986; В.Н.Меньшиков, 1970, 1987; Н.Г.Рыбальченко, 1987; С.Бухт, , £.$сЬиГлде>с, 1987; Н.ПЛовбаса, 1988. Влияние технологии на прирост древостоя изучали: ИЛ5.Иевинь, В.П.Клявиньа, Э.Я.Саусння, 1975; И.К.Иевинь, А.Я.Кажемак, 1979;

B.И.Желдак, 1983;У. AxetssOn. „i.Exi^SSon. , i986; А.Исо-мяки, 1987; Н.Крамер, 1987; Д.Эрикссон, 1987.

Условия возникновения к распространение раненых гнилей в деревьях изучали: П.В.Соколов, 1958; В.И.Щедрова, 1959; /.Т.Вагин, 1962; A.isomäxe , T.Ko-lCic % гш{Г. Fries , 1975; А.П. Василяускас, Р.П.Шшпе, 1976; В.И.Велдак, 1983; Я.Чияек, 1983;

C.Ф.Негруцкий, 1986; Р.А.Василяускас, 1989, 1990; A.Butoz^ f

G. ScLiJayeï, , 1986; ЮЛ.Спояяк, 1991.

Ушерб от раневой гнили определяли: С.Н.Горгжн, 1935; И.К. KeBifflb, В.П.Клябиньш, Э.Я.Саусяш, 1975; Н.А.Дороакнн и др., 1979; Н.О .Краев, В.Н.Валяев, 1980; Á.óciío^a , G. Scfi-i¿á.gefc, 1986; L.Ka.tc¿c£¿ , /? O.Nlt%bOn~ , 1986.

Определением экономической эффективности рубск ухода занижались : Е.В.Полянский, С.Н.Сеннов, 1975; А.П.Петров, А.С.Тихонов, А.И.Смирнова, 1981; Г.А.Чибисов и др., 1907; А.П.Петров, 1987; И.Г.Майоров, 1953.

Однако среди больного количества рабос, посвягкзнных д-етной теке, .мало комплексных ясснедовашй, охвазмваюяиос все перзчкс-ленныэ направления и проведениях в сопоставимых условиях. Необходимо сдавать, у ааяого варяанта технологи:; (хлыстового яли сорткнентиого) больпе преимуществ, на какие ггатанц ?/c".tno ориентироваться. Об-зпрпнятцй зхсиоиическнй критерии оффеятивнести рубок основан на производительноети труда л доле ручных работ. Мало учитывается ухудшение качества древесины вследствие повреждений, особенно спустя длительное время после рубок ухода.

2. Программа и методика ксследований

Программой работ предусматривалось изучить следующие вопросы:

- изменение лесорастктельных свойств почел после механизированных рубок ухода различной давности с примзненнем различных иашн и вариантов технологии,

- повреждение древостоя при механизированных рубках ухода с применением различных машин и вариантов технологии,

- влияние аеханических повреждений деревьев на радиальный прирост ствола,

- са1штарное состояние древосгоев после мехагазировакных рубок ухода,

- расг.рострглглке раневнх пая ей у ?лп:

- R!iCHorTï45ci:a.T аф$ектиьность реэякчкггх еэ>>м:'дтся техколо-п-гп с учете.»! потерь дрове<кяс! се раозгпгя рзнеьух г;г?лой.

npctíiSK кхозддей, учетпяз работ на ни:- проводились в состзетсгвап с общепринятыми s .:ссоьодстсе к такссцкк ы9тода:гл. Статистическая обработка ггссперииентальшс: дяншх осу-

ществлялась по стандартный програашаы с использованием ЭШ.

Сравнивалась следующие варианты технологии.

I. Сортимектная с использование« на трелевке без волохов трактора МТЗ-82А.

£. Сортиыентная с использование» навесного оборудования харвестера и форвардера "Терратек" не. базе ЫТЗ-82В. Работа в двух вариантах - на волоке и под пологом леса.

3. Сортиментнак харвзстерои к форвардероа "Локоио". Работа в двух вариантах - на волоке н с заездоы в пасеку.

4. Сортишнтна-хилстовая с использованием на волокаг процессора и форвардера "Валкет".

5. Хлыстовая трелевка по волоку колесными тракторааи МТЗ--50Л, Л-101, Т-40ЛБ.

6. Хлыстовая трелевка колесным трактором ЖГ-81.

7. Хлыстовая трелевка гусеничными трактораги ТДТ-4Сг1, ТДГ--55А, ЛХТ-55.

8. Конная сортшентная трелевка без волоков.

При почвенных исследованиях сравнивали I, 3, 4, 5, 6, 7 варианты технологии, при исследовании повреждаемости деревьев - I, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 варианты и при эконошческих расчетах - X, 4, 5, б, 7, 8 варианты.

Воздействие техники на верхние горизонты почвы при обследовании насаждений, пройденных рубнают, изучали на протяжении всего волока. В полевых условиях определяли глубину колеи, а на прикопках измеряли ыояность почвенных горизонтов. Для определения модуля деформации почш (показателя прочностной характеристики) применяли ударник СоюзДорШИ. При этом учитывались сезон рубки, тип и состояние почш, наличие порубочных остатков на волоке.

Характеристики почш даны по результатам описания разрезов. Определение основных физических характеристик верхних горизонтов почвы проводили по общепринятым методикам (Вадрнина, Корчагина, 1986) в лабораторных условиях. Образцы отбирали на волоке, в колеях от прохода трактора и на пасеке. Агрохимические свойства верхних горизонтов почвы и её ферментативную активность определяли по общепринятым иетодшсаы (Арянушюша, 1970).

Влияние рубок ухода на древостой характеризовалось по пов-ревдаевостя деревьев. Учет повреждения выполнен раздельно по пятиметровым полосам, параллельным волоку. На пораненных деревьях отмечены: категория повреждения (обдир коры до камбия, обдир корн до древесины, обдир кора с древесиной), линейше размеры, шсота повреждений, видинае повреждения корнешх лап. Отмечали также количество неоднократно поврежденных деревьев и общую щш-иадь ран на таком дереве.

Влияние повреждений деревьев ка радиальный прирост ствола изучали по кернам, взятаи при поиоси бурава Пресслера с использование»! реконевдацяй ДенНИИЮСа (Столяров п др., 1988). Прирост Еовреаденншс деревьев сравнивали с приростом неповрекдегшнх. Срздгай периодический прирост по радиусу определялся за 10 лет до рубгп п за 4, 5 кга 10 лет после иеэ в завнскиостя от давности рубки. Дет изверекия прироста кспояьзован ишроскоп МЕС-2.

При лееепатояогачесхои обследовании для установления сос-тоякня древостоев использовала стандартную иетодшгу ("Наставление...1975), связанную с освидетельствованием каждого дерева, установлением категории его состояния, вычислением среднего балла состояния по весткбалльной шале и определением размера отпада. На отмеряй* деревьях ели устанавливался видовой состав основных ввдов стволошх насекоках (кормобионтов).

При определении зараженности ели ране сами гнилями исследованы как пораненные при рубке деревья, так и без ввдишх повреждений. Наличие а протязенность гнили в стволе определяли по кернам, пря этоа пользовались упомянутыми рекомендациями ЛенЯЙЙЛХа. Поскольку у нас ае было возможности проводить повторные учета на одних и тех же деревьях для определения скорости распространения гнили в стволе, исследования проводили на пробных площадях с разной давностьв рубки.

Так как не было достаточных данных для оценки в спелой древостое неоднократных прежних повреждений, для экономического расчета применена упрощенная методика, предложенная А.П.Петровю« (1987) и И.г.йайоровш (1988), при которой не учитывает разновременность затрат и эффектов при соизмерен "дальнего" и "ближнего" эффектов рубок ухода. При расчете "дальнего" эффекта учтен только ушерб от повреждения древостоя, но не учтены последствия

повреждена шчьы. При расчете экономической эффективности различных вариантов технологии применен метод сравнения. Бели-чина экономического эффекта показывает, насколько увеличен или уменьшен объем расчетной прибыли в рассматриваемом варианте по отношению к базовому. За базовый вариант была принята хлыстовая трелевка гусеничным трактором ТДТ-55 как наиболее распространенный вариант технологии.

3. Изменение свойств почш при механизированных рубках

Достоверное уменьшение мощности верхних горизонтов грубо-гумуспых супесчаных почв при пятипроцентном уровне значимости отмечено только после трелевки хлыстов трактором ЖТ-81. Гак, мощность горизонта ко в колее волока в среднем меньше, чем в пасеке в 1,3 раза, а горизонта А> - в 1,4 раза. При работе на грубогумусной суглинистой почве трактора 2ГО-82А на трелевке сортиментов в полуподвешенном состоянии изменение мощности верхних горизонтов оказалось недостоверным, хотя удельное давление трактора МТЗ-82 в 1,5 раза больше, чем трактора ЖТ-81. В обоих случаях поверхность почвы в местах прохода тракторов ветвями не укреплялась. Различие в воздействии этих тракторов на почву, вероятно, объясняется, с одной стороны, меньшей устойчивостью к сыинанию супесчаных почв по сравнению с суглинистыми, а с другой стороны, - большим объемом трелюемой древесины трактором ЖТ-81.

В древостое на модергуыуеной суглинистой почве после работы трактора МТЗ-82А по такой же технологии без укрепления поверхности почвы порубочными остатками, мощность горизонтов До и А| достоверно уменьшается в местах прохода трактора почти в 2 раза по сравнению с пасекой, что свидетельствует о меньшей прочности модергумусных почв по сравнению с грубогумусными.

Наименьшая средняя глубина колеи на грубогумусных суглинистых почвах наблюдается после трелевки хлыстов трактором ТДТ-55 (0,8 см) и работы процессора и форвардера (0,9 см). После трелевки сортиментов трактором ЫТЗ-82 средняя глубина колеи больше - 2,6 см и наибольшая (5,5 см) после трелевки хлыстов на грубо-гумуеных супесчаных почвах трактором ЛКТ-81.

Укрепление поверхности почш порубочными остатками предохраняет её от разрушения движителями тракторов. Так, при работе в зимнее время финской системы машин "Валмет", трактора ТД1-55А достоверных изменений мощности верхних горизонтов грубогумусной почш не установлено, хотя финские машины имеют в 3...6 раз большее удельное давление на почву, чем трактор ТДГ-55А.

Степень повреждения почш связана не только с типом движителя трактора и укреплением поверхности волоков, но и с сезоном работы. Порубочные остатки не предохраняют почву при трелевке в сырое время года, когда средняя глубина колеи в суглинистой почве составила 6,5 см после прохода трактора Т-25 без груза на модергумусной и 5,6 см после машин "Локомо" на грубогумусной. На модергуыусной супесчаной почве в это время колея была глубиной 9,6 см, местами доходила до 50 см после работы машин "Валмет". Даже после трелевки трактором ТДТ-55А на грубогумусной супесчаной почве глубина колеи составила в среднем 7,3 см.

Исследование деформации верхних почвенных горизонтов под воздействием техники показывает, что на неукрепленном ветвями волоке после многократной трелевки сортиментов трактором МТЗ-82А уплотняется почва и, как следствие, увеличивается значение иоду-ля деформации. Так, для модергуыусной суглинистой почвы значения прочностной характеристики Д<з/А( горизонта увеличиваются более чем в 3 раза, а в подзолистом - почти в 10 раз.'

На магистральном волоке даже укрепление волока и зимняя трелевка не могут предотвратить процесс колееобразования. Глубина колеи при использовании финской системы "Валмет" на грубогумусной суглинистой почве в данном случае достигает в среднем 9 см. Здесь, по-видимому, кроме типа движителя, имеет значение количество, объем и равномерность размещения порубочных остатков на поверхности волока, сезон рубки, степень нагруженности трактора, а также тип почш.

Об этом говорят результаты применения на вывозке З...6-ти-ыетровых сортиментов мини-форвардера "Фарми-трак", характеризующегося очень низким удельным давлением на грунт (5 кПа). При летнем обследовании лесосеки на торфянисто-подзолистой, на валунной супеси почве, где этот трактор работал в зимних условиях, колея от его прохода практически не обнаруживалась. Однако прикоп-

ки в тех кастах, где колея была заметна, показали, что в горизонте А о и А| есть достоверное уменьшение мощности почвы по сравнена» с неповревденшиш участками почвы.

Таким образом, исследование морфологических изменений почвы в перше года после рубки показало, что наибольсзе отрицательное влияние на верхние горизонты почвы оказывает хлыстовая трелевка тягелин колеснам трактором ЛКТ-81. Здесь наблюдается и большая глубина колеи и достоверное изменение мощности верхних почвенных горизонтов.

Укрепление поверхности почвы ветвям способно предотвратить негативные изменения верхних горизонтов при небольшой нагрузке на почву, которая имеет место на пасечном волоке. На магистральном волоке предотвратить образование колеи не удается.

Необходимо отказаться от проведения рубок ухода в сырое время года из-за неизбежных отрицательных морфологических изменений почвы.

Чтобы определить длительность негативных изменений в почве, были обследованы участки рубок 10-ти и 20-тилетней давности на модергумусной суглинистой почве с применением на осенней трелевке хлыстов колесного трактора НТЗ-501 и укреплением волоков сучьями.

Исследование показало, что мощность горизонта А0 на волоке снижена в 2,5-3 раза на участке 10-тклетней давности и в 1,5 раза на участке 20-тилетней давности. Разной в мощности горизонта А/ на волоке и в пасеке для участка Ю-тияегней давности не всегда достоверна, а на участке 20-тидеткей давности различий нет вовсе.

Для изучения длительности изкенения дез^ости такой не почвы после трелевки хлыстов гусеничным тражтороы ТДМО с укреплением волоков обследовали участок 25-гаяейгей давности рубкя. Оказалось, что в горизонте Ао достоверных различий кет, а мощность горизонта А, на волоке достоверно меньше, там в пасеке в 1,5 раза. Таким образом, характер в диаавщса нзкзнзний войяостй верхних горизонтов почвы в колее для колесного и гусеничного тракторов различны. Для колесных тракторов характерно значительное колее образование , при которой верхние потаенше горизонты сносятся и частично перемешиваются с лоргубочшр остатааш, образуя сие-

ванный горизонт, которой уге через 10 кет диагностируется как горизонт А, . Гусешгпый трактор скянаят почетнее горизонты Ав иА, , а порубочнне остатки, как правило, остастся в горизонте Ао .

Изучение физических свойств верхних горизонтов почва, проведенное А.П.СияриоЕЯМ (1392) на этих ПП, показало, что на гру-богуыусной супесчаной почес после осеянеЯ трелекяг хтгстов трактором ТДТ-55А через 2 года после рубка водопроницаемость почт на волоке по сравнению с пасекой снякена 2-3 раза. Плотность верхних горизонтов почта в колее увеличена на 21...28^, а общая пористость унэнкгена по сраняеняю с пасекой на 7... 13^. Через 10 лет после рубкк на кодзргуыуской суглинистой почве при трелевке тракторои 1113-50 водопрсшщаеггость в колее волока с га-пена в 3 раза по сравнению с пасекой. Плотность верхних горизонтов такие увеличена на 13... 19%, несмотря на больпой срок, прошедший после рубки. Общая пористость волоков упзньпена на 5-6%.

Таким образои, проход трактора по Еслоку сопровождается повреждением, уплотнением верхних горизонтов почет, а такие ухудшением её физических свойств. Это отрицательно сказывается на жизнедеятельности корней, ведь основная их касса (70...90$) расположена в верхнем слое почвы.

По данным Н.А.Баневой (1991), проводиетей исследования на наших ПП, через два года после рубки и трелевки хлыстов трактором ТДТ-55 корненаснщенность грубогумусной супесчаной почва была незначительной. На колее она не превышала 1...103? от корне-насыщенности внутри пасеки, а на середине волока - 3...15%. На границе волока с пасекой масса корней уменьшилась более чем наполовину (48?). Через 10 лет после рубки на ыодергуыусной суглинистой почве при трелевке трактором 1ЛЗ-50 корнекаскзекность почвы волока осталась на уровне 43...90?, колеи - 21?.

Изучение агрохимических свойств почв в зависимости от срока давности рубки на модергумусной суглинистой почве показало, что в верхних горизонтах почвы на волоках через 10...20 лет происходит некоторое снижение кислотности по сравнению с пасекой. Степень насыщенности основаниям в почве волока и колеи шше, чем на пасеке.

Через 25 лет после трелевки хлыстов трактором ТДГ-40 почва во многом восстановила свои свойства. Это объясняется, кроме большой давности рубки, тем, что гусеничный трактор меньше повреждает почву, чем колесный.

Несмотря на длительный срок, прошедший после рубки, ферментативная активность верхних горизонтов почвы на волоках в обоих случаях в целом повышена по сравнению с пасекой. Это свидетельствует об интенсификации почвообразовательного процесса и затянувшемся периоде восстановления почвы.

4. Влияние технологии на состояние древостоя

Сравнение разных вариантов технологии рубок по отпаду за первые два года после рубки показало, что существенных различий между ними нет.

Спустя пять и более лет после рубки отпад в среднегодовом выражении идет в пределах нормального и в основном за счет низших ступеней голшины. Однако наилучшие результаты имеют место в случае сортиментной трелевки, где средний годичный отпад в 1,5-2 раза меньше, чем при трелевке хлыстов, хотя в обоих случаях древостой по среднему баллу состояния не выходят за пределы здоровых. По видовому составу кормобионтов контрольные древостой не отличаются от древостоев, пройденных рубками. Наибольшее распространение имеют графер обыкновенный и еловая жердняковая смолевка.

Максимальная доля поврежденных деревьев ели 29% наблюдается после применения тракторов МТЗ-82 с оборудованием харвестера и форвардера фирмы "Терратек", минимальная доля А% - при работе по сортиментной технологии таких же тракторов с чокврным оборудованием. В обоих случаях машина работали под пологом леса без еолоков. По-видимаому, существенную роль играет степень подготовленности оператора к работе с финским оборудованием. Об это.-; свидетельствует результат изучения последствий рубки, выполненной финскими операторами с помощью харвестера и форвардера "До-комо", работавших на волоках - З...Ъ% повреждений.

Значительная доля поврежденных деревьев (12%) ииезт ыэсго при работе процессора и форвардера "Валыет" с отечественна оператором . Еше больие повреждений (14?) после трелевки ;сл:стоп

тракторами ЛКТ-81 и ТДТ-55А.

При работе многооперационных машин наблюдается множество неоднократно поврежденных деревьев - от 41% после машин "Бал-мет" и "Локомо" до 48% после машин "Терратек". В других вариантах таких деревьев значительно меньше.

Наибольшие по размерам раны после трелевки хлыстов тракторами ЛКТ-81 и ТДГ-55А (274...295 см2), а при сортиыентных технологиях площадь раны в 1,5...3 раза меньше, причем при машинной заготовке сортиментов харвестером "Локомо" площадь наименьшая, как одной раны - 53 сы^, так и ран на одном дереве - 90 а?

После работы машин "Валмет" раны расположены выше по стволу (1,5 м), чем в других вариантах, а ниже всего - после хлыстовой трелевки тракторами ТДГ и ЖГ (0,1...0,6 м).

Сосна повреждается в меньшем количестве, чем ель, но при неаккуратных рубках площадь ран может быть большой.

При сортиментной трелевке примерно две трети поврежденных деревьев находится на расстоянии 0.. .5 м от колеи трактора. При хлыстовой трелевке увеличивается вероятность повреждения далеко расположенных деревьев - до 15 м. Распределение повреждений по их глубине примерно одинаковое во всех вариантах. Преобладают поранения с обнажением древесины, при которых камбиальный]рлой разрушается.

Степень поранения увеличивается весной во время сокодвижения. Например, площадь весенних ран при работе процессора и фор-вардера "Валмет" в 3 раза больше площади зимних и составила соответственно 205,9 против 65,1

5. Влияние повреждений ели на рост и раневые гнили

Поврежденные деревья уменьшают прирост по сравнению с прежним или с приростом неповрежденных деревьев. Также деревья с гнилью в большинстве случаев растут хуже деревьев без гнилей.

У поврежденных деревьев ели развиваются раневые гнили, вызываемые такими грибами, как корневая губка, опенок осенний, трутовик Швейница, еловая губка и раненый паразит стереум кровяной. Наименьшая зараженность наблюдается после работы по сортиментной технологии (21...2956), а наибольшая - после хлыстовой трелевки колесными тракторами (45...545?) и гусеничными (57$).

Вероятность появления гнили зависит от площади раны и её глубины.

Корреляционный анализ по выявлению связей между линейным ростом гнили в стволе и некоторыми характеристиками повреждений, по которым достоверно различались зараженные и не зараженные гнилью деревья, показал, что зависимость роста гнили от числа повреждений проявляется заметнее всего в первые года после рубки. Связь между распространением гнили и площадью раны усиливается с разностью рубки и через 15...18 лет после рубки достигает максимума. В дальнейшем на стволах образуются раковые язш, что приводит к ослаблению данной связи.

Получено следующее корреляционное уравнение:

У я 1,402 0,04008 Х- ,

где У - протяженность от земли, м; * _ давность рубки, лет.

Коэффициент корреляции равен 0,653 -0,113.

В перше два года после инфицирования ран наблюдается стремительный рост гнали по стволу независимо от площади раны, а затем скорость роста стабилизируется.

В результате заражения деревьев через повреждения раневыми гниляыи из-за откомлевки гнилой части через 10 лет после рубки теряется около 18/6 деловой древесины ствола, а через 20 лет -более 21$.

6. Экономическая эффективность разных вариантов технологии

Сравнение разных вариантов технологии по экономическим показателям заготовки лесоматериалов при уходе за лесом без учета повреждения древостоя показало, что наиболее эффективным является применение трактора ЫТЗ-82 с манипулятором на трелевке сортиментов. Эффективность применения МТЗ-82 объясняется достаточно высокой производительностью трактора на трелевке и экономией затрат по заработной плате, так как не требуется чокеровщик.

Отрицательный экономический эффект получен для финских машин. Это объясняется высоким уровнем затрат на содержание маши-но-смены и большой капиталоемкостью применяемого оборудования, хотя эта высокая стоимость должна окупаться меньшей трудоемкостью и большей надежностью.

Хорошие результаты получены при использовании чехословацких тракторов ЖГ-81 из-за их низкой стоимости.

Исходя из данных о повреждении деревьев и появлении раневых гнилей сделана оценка ущерба от повреждений при разных вариантах технологии. Этот ущерб рассчиган по ценам 1991 года на основе прейскуранта 07-03 "Оптовые цены на лесопродукцию" (включая дрова). .

Оказалось, что технологические варианты с применением на трелевке сортиментов лошадей и трактора ЫТЗ-82А характеризуются наименьшим ущербом, который через 20 лет после рубки соответственно равен 55 и 91 руб/га. Наибольший ущерб имеет место после хлыстовой трелевки тракторами ТДГ-55 и ЖГ-81 - 190 и 195 руб/га.

В 1992 г. в связи с ростом цен на древесину ущерб увеличился в 6,6 раза по гос.цене и в 51,5 раза по биржевой цене.

Наиболее эффективным вариантом с учетом ущерба оказалось применение трактора МТЗ-82, дающего в возрасте главной рубки экономический эффект с учетом ущерба от гнили в сумме 127 руб/га. Вариант с применением лошадей дал эффект в 121 руб/га. Оба эти варианта оказались в 2,5...4 раза эффективнее остальных.

Наименьшим экономическим эффектом обладают варианты с применением на трелевке хлыстов тракторов ТДГ-55 и ЛКТ-81 из-за наибольшего ущерба от повреждения деревьев.

Следует сказать, что было невозможно учесть последствия снижения почвенного плодородия, а его отрицательные последствия накапливаются из-за неоднократного проведения ру^ок. Слабая рубка с малыми повреждениями потребует частых повторений и доля поврежденных деревьев может оказаться более значительной. Последствия неоднократных рубок за весь период ухода учесть было невозможно, поэтому отрицательные результаты будут более значительными, а рассчитанный положительный эффект изменения технологии и режима рубок является заниженным.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При трелевке хлыстов вариант с применением тяжелого колесного трактора ЛКТ-81 дает худший результат по степени повреждения почвы, чем использование гусеничного трактора ТДТ-55. Но из-за различного характера воздействия на почву и повреждения корней последствия её для древостоя опаснее после- хлыстовой трелевки гусеничным трактором.

2. Варианты с применением на трелевке хлыстов тракторов ТДТ-55 и ЖТ-81 приводят к значительной степени повреждения древостоя, причем после работы этих тракторов возникают наиболее опасные поранения. Сократить в 2 раза площадь ран можно при замене тяжелых тракторов на легкие типа МТЗ. Если при этом вместо хлыстовой трелевки применить сортиыентяую, то площадь ран уменьшается еще в 1,5 раза.

3. У поврежденной ели развиваются раневые гнили. Наибольшая зараженность наблюдается после работы по хлыстовой технологии, примерно в 2 раза меньше после работы по сортиментной технологии. Вероятность появления гнили повышается с увеличением размеров раны и её глубины, а скорость роста гнили зависит от числа повреждений на одном дереве, особенно в перше годы, и от плодади раны.

4. При сортиментной технологии повревденные деревья располагаются возле волока, что позволяет их легко убрать. В то время как при хлыстовой трелевке увеличивается вероятность повреждения далеко расположенных деревьев.

5. Сосна повреждается меньше, чем ель, и её повреждение менее опасно из-за большей устойчивости к гнилевым заболеваниям. Однако при неаккуратных рубках ухода площадь ран на сосне может быть такой же большой, что безусловно снижает сортность древесины.

6. Следует избегать рубок во влажный период из-за значительно большей опасности повреждения деревьев и почвы.

7. В результате заражения ели раневыми гнилями и их развития из-за откомлевки гнилой части через Ю лет после рубки теряется около 18? деловой древесины ствола, а через 20 лет - более 21?.

8. Экономический эффект- ухода'Ъа^есом без учета повреждений деревьев оказался наибольшим в случае сортиыентной трелевки трактором ЫТЗ-82 с манипулятором. С учетом ущерба от повреждения деревьев самый большой эффект имеет тоже этот вариант. Рост цен на древесину значительно увеличивает расчетную величину ущерба.

9. Технологический вариант с работой процессора на волоке не дает хорошего результата вследствие большой повреждаемости древостоя. Хотя при надлежащей подготовке оператора машины результат мог бы быть значительно лучшим, что подтверждается исследованиями работы отечественных и финских операторов на однотипных машинах.

10. В экономических расчетах не учтено снижение плодородия почвы вследствие её уплотнения и уничтожения подстилки при работе машин, не учтено также снижение прироста деревьев вследствие ухудшения почвы и повреждения корней и стволов. Отрицательные последствия накапливаются из-за неоднократного повторения рубок ухода. Если это учесть, то экономический эффект сортиментной трелевки малогабаритным трактором будет еще больше.

11. Лучший результат показал вариант с трелевкой сортиментов колесным сельскохозяйственным трактором. Несыненно, еще лучший результат даст специальный лесохозяйственный трактор малых габа-'ритов, высокой проходимости и с низким удельным давлением на почву. Прообразом могут быть финские харвестер и форвардер "Локомо". Высокая стоимость этих тракторов и подготовки операторов делает пока их применение экономически неэффективным. Необходимо орга-; низовать производство аналогичной отечественной лесохозяйствен-' ной техники и соответствующая подготовка специалистов. Иного пути нет.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ковязин В.Ф., Аникин A.C. Повреждения деревьев при различных технологиях проходных рубок // Сб. "Природосберегающая лесотехнология и промышленная экология". Матер.всесоюзн.н.-т. конф. НЛТИ, 1987. - С.71-72.

2. Лукашевич D.E., Ласточкин A.A., Кузнецов E.H., Поляков В.Н., Ковязин В.Ф., Аникин A.C. Лесоводственная оценка сортимен-товозов на проходных рубках // Межвуз.сб.науч.тр. "Научн©-технический прогресс в отраслях лесного комплекса". ЛТА, 1987. -

- С.58-60.

3. Меньшиков В.Н., Аникин A.C., Ковязин В.Ф. Лесовэдствен-но-технологические показатели применения систем машин на проходных рубках // Межвуз.сб.науч.тр. "Лесоводство, лесные культуры

и почвоведение. Рациональное использование и воспроизводство лесных ресурсов". ЛТА, 1988. - С.82-88.

4. Ковязин В.Ф., Аникин A.C. Перспективы использования техники на проходных рубках //Сб. "Основные направления научно-технического прогресса в лесном комплексе Кош АССР". Матер.н.-т. конф., Сыктывкар, 1988. - С.260-161.

5. Ковязин В.Ф., Коноваленко В.М., Аникин A.C. Рост еловых древостоев после механизированных рубок ухода // Лесной яурнал, № 4, 1988. - C.II9-I20.

6. Аникин A.C., Ковязин В.Ф., Меньшиков В.Н. Последствия механизированных проходных рубок // Межвуз.сб.науч.тр. "Лесоводство, лесные культуры и почвоведение". ЛТА, 1989. - С.14-18.

7. Аникин A.C., Ковязин В.§. Лес оводе твенная оценка различных технологических процессов проходных рубок //Сб. "Проблемы использования, воспроизводства и охраны лесных ресурсов". Матер, ресцубл.н.-практ.конф., Йошкар-Ола, 1989. Книга П. - C.2I-23.

8. Аникин A.C., Ковязин В.Ф. Техногенное воздействие на лесные экосистемы // Сб."Лесная геоботаника и биология древесных растений". Бр.ТИ, 1989. - С.10-12.

9. Аникин A.C., Ковязин Б.Ф. Влияние механизированных рубок ухода на компоненты лесной экосистемы // Сб."Проблемы лесоведения и лесной экологии". Матер.н.-т.конф., Москва, 1990. - С.363--366.

10. Аникин A.C., Ковязин В.Ф. Влияние механизированных рубок ухода на почву трелевочных волоков // Сб."Лесорастительнне свойства и антропогенная динамика лесных почв". Матер.всесоюзн.совещ. Отделение общей биологии АН СССР, Брянск, 1990. - С.56.

11. Аникин A.C. Рациональная технология рубок ухода в ельниках // Сб."Эколого-географические проблемы сохранения и восстановления лесов Севера". Матер.всесоюзн.н.конф., посвященной 280-летию со дня рождения М.ВЛомоносова, Архангельск, 1991. - С.322

- 324.

12. Смирнов А.П., Аникин A.C., Ковязин В.Ф., Минина Т.Н. Влияние механизированных рубок ухода на верхние горизонты почвы трелевочных волоков // Лесоведение, № I, 1992. - C.3I-38.