Техника и технология наложили свой ощутимый отпечаток на рост и развитие деревьев в насаждении.
Появились волоки, технологические коридоры, места для верхних складов, дробильных машин, складов горюче-смазочных материалов, мест для отдыха комплексных бригад. Все это изменяет микроклимат в лесу, который отличен от микроклимата равномерно изреженного насаждения. Важнейшее лесоводственное требование к технологии рубок ухода — организация территории насаждения.
Организация территории насаждения — это система размещения деревьев, технологических коридоров, волоков, дорог, верхних складов, машин и механизмов, а также других временных вспомогательных сооружений, необходимых для успешной работы комплексной бригады. Для этого отводится площадь, не превышающая 15 % площади, покрытой лесом.
Число деревьев и расстояние между ними на каждом этапе жизни насаждения должно быть определенное для высокопроизводительных (I—Iа классов бонитета) средне- (II—III) и низкопроизводительных насаждений (IV—V).
Размещение в насаждении может быть равномерным, куртинным, групповым и смешанным. Равномерное размещение деревьев достигается равномерным изреживанием насаждения, куртинное — изреживанием вокруг групп и куртин жизнеспособного подроста целевых пород.
Площадь питания как функция числа деревьев остается важнейшей. Однако при определении площади питания надо учитывать параметры, вносящие изменения в равномерность распределения почвенного и светового довольствия. Повреждения почвы должны ограничиваться минерализацией. Отсюда следуют требования к оптимальной сети волоков и технологических коридоров, мест складирования, размещения дробилок и других хозяйственных площадей, которые должны быть учтены при определении оптимальной площади питания деревьев на каждом этапе формирования деревьев.
Направлению волоков и технологических коридоров следует уделить особое внимание. Так, в нашем опыте при выращивании ели как высокопродуктивной породы, соответствующей условиям среды, направление с севера на юг явилось наилучшим. Солнечные лучи достигают почвы на волоке с 10 ч до 14 ч. Почва прогревается на протяжении всей оставленной полосы леса, что резко улучшает условия деятельности корневых систем деревьев. В результате на участках, где прорублены коридоры, прирост ели увеличился в 5—8 раз по сравнению с приростом ели, растущей на контрольном участке.
Однако направление волоков (коридоров) зависит от лесорастительного района, типа леса и целевой древесной породы. Направление должно устанавливаться и указываться в технологической карте на местах. Оно обязательно увязывается с общим направлением дорожной сети в лесничестве, лесхозе, районе. Направление волока может быть прямолинейным, а также и криволинейным в зависимости от состояния насаждения и почвы. Оно должно учитывать также предупреждение водной эрозии почвы.
Расстояние между волоками (технологическими коридорами) имеет большое значение. От него зависит общая площадь покрытой и не покрытой (продуцирующей) лесом площади. Оно должно составлять величину, не превышающую двойной высоты вырубаемых деревьев. Однако конкретные величины расстояния между волоками зависят от наличия дорог в насаждении, типа леса и других факторов.
Ширина волока (технологического коридора) является параметром и технологическим и лесоводственным. Мы ему придаем значение потому, что отсюда очень часто исходят нарушения установленных правил. С лесоводственной точки зрения ширина волока должна быть минимальной и не превышать 4—5 м. С позиции требований инструкции по технике безопасности при работе с машинами и механизмами ширина волока должна быть 5 м и более. На практике часто наблюдаются случаи разрубки волоков более 5 м. Разрубка волока шириной, превышающей 5 м, должна считаться серьезным нарушением, за которое виновных следует наказывать.
Продолжительность действия волока (технологического коридора). Волок должен быть действующим не только во время рубок ухода. В период между рубками ухода волок используют как дорогу для санитарных рубок, профилактических мер, борьбы с вредными насекомыми, при заготовке грибов и ягод, для сенокошения и для других целей. Волок должен служить местом для транспортировки заготовленного леса и при рубках главного пользования. Преемственность волока при главной рубке должна сохраняться. Для этого волоки подновляют и улучшают. Отдельные из них становятся улучшенными лесными дорогами, которые нужны при борьбе с лесными пожарами и др.
Верхний склад, его размеры, места размещения и количество их на единице площади участвуют в создании определенного микроклимата в насаждении и потому должны учитываться при установлении оптимальной площади питания деревьев. Необходимо выделить не только экономическую, но и лесоводственную роль верхнего склада. Надо установить оптимальное среднее расстояние трелевки.
Особые лесоводственные требования предъявляются к технологии проведения проходных рубок. Лесоводственные требования вытекают из основной задачи проходных рубок, которая состоит в улучшении светового питания деревьев и за счет этого увеличения светового прироста качественной древесины на стволах деревьев.
В насаждениях, где ранее проведены рубки ухода с прорубкой технологических коридоров, отдельные из них следует подновить и использовать для трелевки вырубленной массы в процессе проходных рубок. Здесь еще остается достаточное количество деревьев на единице площади, чтобы сделать невозможным проезд машины или механизма между деревьями. Машина должна проходить по строго установленным волокам. Они могут быть прямолинейными, а искривления приурочивают к свободным от деревьев местам. Ширина волока 4—5 м при расстоянии между волоками, равном двойной высоте вырубаемых деревьев (40—50 м). Срубленные деревья подтаскивают к волоку за комель, а пачку собирают на волоке. В связи с различным удалением поваленных деревьев от границы волока допускается одиночное подтаскивание дерева к волоку. Максимальная длина чокера при этом должна быть не менее 22 м, самого короткого — 5 м. Валка дерева под углом до 45—50° к волоку не вызывает обдиров коры растущих деревьев при подтаскивании их к волоку.
В насаждениях, в которых ранее были проведены рубки ухода с равномерным изреживанием по площади без прорубки технологических коридоров, ширина рабочего волока не должна превышать 5 м. Одно из важнейших лесоводственных требовании к технологии проходных рубок — сохранение древостоя высокой продуктивности, создание условий для максимального светового прироста растущих деревьев, очистка мест рубок.
Исходя из вышеуказанных требований к технологии рубок ухода, машины и механизмы должны быть на пневматических мягких шинах, свободно передвигаться по коридорам и волокам, не повреждая почвы и деревьев.
Концентрация всех объемов производства в лесу (рубок ухода, главного пользования, лесокультурных работ, реконструкции малоценных молодняков и др.) в одном или группе смежных кварталов позволяет резко повысить эффективность производства и решить некоторые социальные вопросы по сравнению с обычной организацией работ по выделам с территориальным дроблением объемов производства, создает благоприятные условия для комплексной механизации и применения машин больших единичных мощностей, улучшения технического обслуживания машинного парка, снижения потерь машинного времени на перегон техники с участка на участок, часто на большие расстояния.
Рубки ухода за лесом, решая основную биологическую задачу — улучшить качественный состав леса и ускорить его рост, выполняют одновременно и большую экономическую роль. Они являются основой для промежуточного пользования лесом, улучшают товарную структуру лесов будущего.
В связи с разработкой комплексной программы ускоренного выращивания древесных хвойных пород для обеспечения сырьем целлюлозно-бумажной промышленности актуальное значение приобретает выращивание целевых лесов для получения балансов из естественно возникших молодняков. Решить эту проблему только созданием плантаций не представляется возможным. Однако в том и другом случае основным руководящим документом должны стать целевые программы рубок ухода за лесом.
Наивысший лесоводственный и экономический эффект целенаправленного формирования лесов будет получен при внедрении более совершенных методов организации и ведения лесного хозяйства по постоянным хозяйственным участкам, блокам и кварталам. Лесотипологическая основа для дифференциации лесохозяйственных и других мероприятий должна занять ведущее место в лесоводстве. В пределах типа леса, участка, блока метод отбора деревьев для воспитания древостоя будущего должен занять ведущее место среди других методов. Отсюда целевые программы должны включать не только лесоводственные, но и технологические и экономические обоснования.
Экономика рубок ухода регулируется простейшей технологией и бригадным подрядом, при котором каждому члену бригады хорошо известны его обязанности, а лесничество обеспечивает бригаду всем необходимым, что нужно для высокой производительности труда. Однако становится крайне необходимым, чтобы лесовод или тот, кто проводит рубки ухода, был ответствен не за площади осветлений и прочисток, а за показатели улучшения состава леса, не за площади и массу вырубленной древесины при прореживаниях и проходных рубках, а за показатели улучшения формы и качества стволов, выраженных в кубометрах и рублях.
Кроме традиционных видов рубок ухода (осветлений, прочисток, прореживаний и проходных рубок) или приемов формирования целевых древостоев, намеченных целевыми программами в пределах хозяйственного участка (блока, квартала), должны быть предусмотрены и другие виды ухода (обрезка сучьев, вырубка или изреживание подлеска, обрезка у деревьев нежелательных хозяйству древесных пород, уход за опушками насаждений, сохранение подроста и др.).
Создание и внедрение новой техники для рубок ухода и прогрессивной технологии, позволяющих улучшить условия труда и повысить его производительность, наиболее полно использовать, особенно в европейской части страны, весь возможный объем промежуточного пользования при обеспечении улучшения качественного состава лесов — таковы главные, до конца не решенные задачи улучшения рубок ухода за лесом. При этом организованно в пределах квартала леса или блока рубки ухода должны проводиться с учетом их совмещения с постепенными, выборочными рубками и другими лесохозяйственными, лесокультурными и лесоохранными мероприятиями. Задача состоит в том, чтобы рубки ухода как лесохозяйственное мероприятие заняли свое место в системе формирования целевых высокопродуктивных насаждений.
Для успешного решения задач потребуется совершенствовать систему планирования и организации рубок ухода и санитарных рубок. В малолесных районах объемы рубок ухода нужно планировать в соответствии с размером, установленным лесоустройством, не допуская их превышения по сравнению с расчетным размером по лесоводственным требованиям. Для того чтобы улучшить качество рубок ухода и выборочных санитарных рубок, целесообразно планировать их по площади, общей и ликвидной массе древесины. Учитывая сложившуюся диспропорцию в размещении объемов рубок ухода по экономическим районам, необходимо упорядочить их размещение в соответствии с лесоводственными требованиями. Объемы рубок ухода в молодняках следует довести до размеров, обеспечивающих полный охват насаждений, нуждающихся в проведении первых приемов формирования. Ассортиментный план выпуска товарной продукции промышленного производства лесохозяйственных предприятий необходимо устанавливать в соответствии с товарной структурой лесосек промежуточного пользования.
Целесообразно увеличить бюджетные ассигнования на заготовку неликвидной древесины от прореживания в многолесных районах для проведения ухода за составом в мягколиственных насаждениях. Выход ликвидной древесины от прореживаний, проходных и санитарных рубок нужно устанавливать в соответствии с сортиментными и товарными таблицами.
Дальнейшее улучшение качества ухода за лесом зависит от разработки критериев качества рубок ухода и санитарных рубок в разрезе лесорастительных зон и групп типов леса и применения их для контроля за осуществлением рубок ухода и санитарных рубок. В многолесных районах улучшение качественного состава лесов зависит от применения химического способа ухода за составом насаждений. Однако успеху должно сопутствовать технико-экономическое обоснование химических способов в хвойно-лиственных насаждениях. Имеется большая необходимость в расширении исследований по разработке новых, более эффективных и безопасных для окружающей среды и человека химических препаратов и технических средств для ухода за лесом, в том числе с использованием самолетов и вертолетов. В связи с этим нуждаются в пересмотре ограничения к применению арборицидов, предусмотренные «Наставлением по химическому уходу за лесом» (1978) в лесах СССР. Применение химических средств для ухода за лесом должно быть предусмотрено проектом организации и проведения химического ухода, в котором обозначают цели и средства для их достижения.
Развитие рубок ухода требует развития и рационального размещения мощностей по производству плит, строительных блоков (арболита), кормовых дрожжей, фурфурола и другой продукции из низкокачественного древесного сырья от рубок ухода, ветвей, вершин и других отходов лесосек, которая обеспечила бы рентабельную переработку всей вырубаемой биомассы деревьев, а также организацию машиностроительной базы для производства сложных лесохозяйственных машин, которые должны обеспечить переход лесного хозяйства на промышленную технологию лесовыращивания.
Механизация рубок ухода определяется тремя уровнями. Первый, или начальный, уровень характеризуется механизацией отдельных операций рубок, но не всего технологического процесса. Начало механизации рубок ухода относится ко второй половине 50-х годов. Использование моторных пил и тракторов позволило механизировать наиболее трудоемкие операции на рубках ухода — валку и трелевку леса. Постепенно, охватывая все новые операции технологического процесса, механизация становится комплексной.
Второй уровень — комплексная механизация прореживаний и проходных рубок характеризуется механизацией всего или основной части технологического комплекса операций. В середине второй половины 60-х годов произошел переход к комплексной механизации рубок ухода на основе «традиционной» техники (бензопил, трелевочных тракторов, сучкорезок, погрузчиков).
Несмотря на то, что многие операции на прореживаниях и проходных рубках механизированы, процесс выполнения некоторых из них требует значительных физических усилий рабочего. Например, механизированный процесс валки деревьев (с помощью бензопилы) состоит из нескольких мелких операций, часть из которых оказывается не механизированной (подготовка рабочего места, особенно зимой; сталкивание спиливаемых деревьев при работе без гидроклина, а также при валке наклоненных деревьев и т. д.). То же можно сказать о механизированной операции обрезки сучьев с помощью бензосучкорезок. Недостатки механизированной очистки деревьев в лесхозах довольно велики, и некоторые рабочие предпочитают ей ручную обрубку сучьев топорами. Долго не была механизирована такая трудоемкая операция, как чокеровка деревьев и сортиментов при трелевке. Только использование тракторов для бесчокерной трелевки позволило удовлетворительно механизировать эту операцию. Так как комплексная механизация лесосечных работ на рубках ухода на базе традиционной техники не исключает полностью ручного труда и не обеспечивает полной механизации некоторых крупных операций технологического процесса, описанный выше уровень механизации можно назвать этапом комплексной механизации.
Третий, более высокий уровень механизации прореживаний и проходных рубок связан с появлением и использованием многооперационных машин, заменяющих практически труд на лесосечных работах. Характерная особенность этого этапа механизации: все операции технологического процесса выполняются машинами, управляемыми человеком. Рабочий-лесозаготовитель становится оператором, производительность труда существенно увеличивается. Рубки ухода, при которых все операции технологического процесса выполняются машинами, управляемыми человеком, можно назвать машинизированными. Это высший уровень комплексной механизации рубок ухода.
Дальнейший технический прогресс в области рубок ухода ведет уже к автоматизации производства. Проблема машинизации рубок ухода не сводится к развитию только наземной техники и тем более только идеи многооперационных машин. Это лишь одно из направлений машинизации.
Развитие подвесных и полуподвесных средств изъятия деревьев из насаждений может привести к созданию способов рубок ухода более соответствующих лесоводственным принципам выращивания высокопродуктивных насаждений. В ближайшее десятилетие основная масса рубок ухода будет проводиться наземной традиционной техникой. Будут совершенствоваться и внедряться в производство многооперационные машины.
Для механизации прореживаний и проходных рубок до сих пор использовались в основном машины и механизмы, разработанные для рубок главного пользования. Создаваемые на их основе технологии рубок ухода не отличались принципиально от технологии главных рубок (особенно постепенных). В настоящее время (и в будущем) создаются специальные машины для рубок ухода и на их основе разрабатываются технологические схемы.
Дальнейшее развитие рубок ухода в разных типах леса многолесных районов потребует сосредоточения сил и средств для строительства сети лесных дорог, наращивания мощностей по переработке получаемой при рубках ухода за лесом преимущественно низкосортной древесины, укрупнения материально-технической базы лесохозяйственных предприятий, подготовки квалифицированных кадров рабочих и специалистов и создания для них необходимых бытовых условий. Объемы промежуточного пользования должны быть следствием программ изреживаний во времени.