Уже более 100 лет, а особенно в последнее десятилетие, пристальное внимание лесоводов всего мира уделено отрицательному воздействию механических повреждений на развитие отдельных деревьев и лесонасаждения в целом.
Этот интерес легко объясним тем, что на лесозаготовительных и лесохозяйственных работах все шире применяют средства механизации, мощности (и соответственно габариты) которых все увеличиваются.
Не существует таких технических средств и методов ухода, которые позволили бы заготовить лесоматериалы в насаждении, не повредив его оставшуюся часть. Имеется определенное соотношение между количеством повреждений, техническими характеристиками и себестоимостью работ: чем меньше допущено повреждений, тем дороже себестоимость работ.
Существенны такие повреждения, которые вызывают заметные изменения в приросте лесонасаждений и его сортиментной структуре. Количество повреждений и их характер зависят от породы, возраста насаждения, условий роста, полноты насаждения, климатических условий, применяемой техники и технологии, планирования и качества выполнения работ и т. д. Повреждения в лесу вследствие применения машин и механизмов следует разделить на три группы: 1) видимые механические повреждения ствола и корней (срыв коры, порезы, обдиры с углублением в древесину стволов или корней); 2) изменения структуры почвы (срыв почвенного покрова, уплотнение почвы, образование колеи); 3) невидимые повреждения деревьев (сдавливание ствола и корней, обрыв питающих корешков и др.). Оценивая породы деревьев по чувствительности к образованию повреждений, необходимо отметить следующее. Вследствие поверхностного залегания корневой системы (особенно вблизи ствола) ель страдает от повреждений больше, чем сосна или береза, корни которых уходят в глубь почвы. Количество повреждений зависит от микрорельефа технологического коридора. При торфяных почвах с неровным микрорельефом количество повреждений в несколько раз больше, чем на ровных минеральных почвах. Наиболее интенсивное колееобразование наблюдается в течение первых проездов (до 5—20), а при последующих колея остается относительно неизменной. Во всех случаях колееобразование зависит от состояния почвогрунта. С увеличением влажности почвогрунта интенсивность колееобразования увеличивается.
Очень важное значение в решении проблемы повреждения насаждений имеет выбор применяемой техники, особенно машин по валке и первичной транспортировке лесоматериалов. Под гусеницами или под колесами машин уплотнение почвы является результатом суммарного воздействия массы машины и силы, которая необходима для трелевки груза. Уплотнение под трелюемыми бревнами сравнительно небольшое. Степень уплотнения почвы меняется в зависимости от ее влажности, механического состава, удельного давления на почву и вибрации машины. Наиболее значительный фактор — содержание влаги. Вследствие уплотнения почвы уменьшается объем пор, в результате сильно меняется воздушно-водный режим почвы и соответственно ухудшается физиологическое функционирование корневой системы. Гусеничный трактор создает чуть меньшее уплотнение, чем колесный трактор. Размер колес также имеет большое значение: трелевочная машина с большими и более широкими шинами меньше повреждает почву, чем сельскохозяйственный колесный трактор. Исследования Бредберга и других специалистов показали, что резиновые гусеницы меньше, чем стальные, повреждают корни. Новейшие исследования в Швеции отдают предпочтение специально сконструированным машинам для рубок ухода, грузоподъемность которых не превышает 6 т.
Для уточнения повреждений в результате проведения рубки ухода с последующей трелевкой в ЛОС «Калснава» проведены сравнительные испытания различных технологических вариантов:
первый — валка деревьев и обрубка сучьев мотопилой, трелевка хлыстов трактором Т-40Л;
второй — техника та же, но трелюют деревья, а сучья обрубают на верхнем складе;
третий — валка деревьев машиной ВПМ-20, трелевка заготовленных пачек деревьев трактором ТЛ-28;
четвертый — валка деревьев машиной ВПМ-35 (на гусеничном ходу), трелевка заготовленных пачек колесным трактором Т-40Л.
На всех пробных площадях определены: 1) местонахождение поврежденного дерева по отношению к оси и началу технологического коридора; 2) высота повреждения (от корневой шейки); 3) размеры повреждений (длина, ширина, глубина); 4) размеры повреждений напочвенного покрова; 5) операция, при которой нанесено повреждение (повреждения при валке и трелевке учтены отдельно).
Было установлено, что оставляемые деревья повреждаются минимально при трелевке пачек, заготовленных машинным способом в технологических коридорах. При одинаковой технике и технологии работ в зависимости от времени года, климатических условий и качества выполнения работ результаты сохранения оставшейся части насаждения могут быть очень различны. Например, финские специалисты подсчитали, что можно предотвратить примерно 30 % повреждений.
Вопрос о степени прямолинейности технологических коридоров спорен. Из немногих систематических исследований можно сделать следующие выводы. На сохранение деревьев будущего при прокладке технологических коридоров влияет ряд факторов, например количество оставляемых деревьев, состояние поверхности и свойства почвы, характеристика машин и степень извилистости дороги. В более редком лесонасаждении, при твердом и ровном грунте, менее мощных машинах и при небольшой извилистости на проходных рубках можно сохранить по сравнению со строго прямолинейными технологическими коридорами от 30 до 80 % тех деревьев, которые в противном случае были бы срублены. Из изложенного вытекает, что в молодняках следует прокладывать прямые технологические коридоры, а в более старших насаждениях в ряде случаев — слегка извилистые.
Во время планирования работ и в результате их проведения в насаждении могут быть достигнуты различные результаты, что после проведения работ приводит к нежелательным последствиям в насаждении. В момент главной рубки в зависимости от степени и характера повреждений, нанесенных во время роста насаждения, будут получены лесоматериалы разного объема и ценности.
Решение проблемы начинается с момента планирования работ. Для этого надо иметь данные о древостое, характеристики техники, технологии, квалификации персонала и (что не менее важно) представление о возможных последствиях применения данной техники, технологии в данных условиях и в данное время года.
Можем сделать следующие выводы:
1) при массовом внедрении самоходных машин для выполнения работ под пологом леса (в первую очередь на рубках ухода) необходимо обеспечить предпосылки для уменьшения до минимума повреждений корней, уплотнения почвы и механических повреждений стволов у оставляемых деревьев;
2) такими предпосылками являются создание специальных лесохозяйственных тракторов, агрегатных машин и выбор подходящей технологии и сроков работ;
3) одна из научных основ обеспечения данных условий — разработку на основе лесной типологии технической классификации местности.