Заметив, что в процессе роста чистых одновозрастных древостоев значительное количество деревьев отмирает и сгнивает, люди решили вырубать отставшие в росте еще до отмирания, пока их древесина не потеряла своего качества.
Так стали использовать древесину в процессе роста леса. Это использование сохранилось и до наших дней и получило название промежуточного пользования. Проводя уборку таких деревьев, лесоводы увидели, что в процессе заготовки древесины можно выполнять и некоторые задачи, связанные с улучшением древостоя. Так, если возле несколько отставшего в росте, но очень ровного дерева росло, хотя и более высокое, но с изогнутым стволом или с другими какими-нибудь изъянами, вырубали последнее, а у первого увеличивалась интенсивность роста и оно внедрялось в верхний полог.
Еще в XVIII в. лесоводы поняли необходимость выполнять изреживание в смешанных молодых древостоях с целью оставления в них лучших деревьев и создания для этих деревьев наиболее благоприятных условий. Аналогичные работы проводятся и в сельскохозяйственном производстве — это прополка моркови, свеклы и некоторых других культур. Но маленькие растения легко выдернуть руками, а вот деревья не выдернешь, и пришлось брать топор и вырубать ненужные деревья. И уход получил несколько странное, хотя и отражающее его сущность название, — рубки ухода.
Рубки ухода вначале стали проводить в смешанных насаждениях, которые давно и усиленно эксплуатировались. В литературе имеются данные, что впервые был разработан метод ухода за дубом во Франции, где необходимость выращивания высококачественной дубовой древесины была вызвана развитием виноградарства, а следовательно, и бондарного производства. Теоретически обоснован и описан этот способ был в шеститомном труде известного французского лесовода Дюгамеля де Монсо в 1755—1767 гг. В чистых насаждениях их стали применять позже (в основном в еловых древостоях). Родиной первой классификации деревьев для проведения рубок ухода считается Германия первой половины XIX в. Но рекомендации первого русского учебника по лесоводству Е. Ф. Зябловского (1804 г.) свидетельствуют о том, что в России в это время рубки ухода уже проводились, были и классификации деревьев для этого.
По мере распространения рубки ухода совершенствовались. Вначале перед ними ставили две основные задачи — использовать древесину отмирающих деревьев и формировать состав древостоя, наиболее отвечающий потребностям человека в древесине. Потом при удалении перечисленных категорий деревьев стали вырубать также деревья, поврежденные насекомыми-вредителями и пораженные грибными болезнями, и тем оздоровлять оставляемую часть древостоя. В пределах одной породы убирали деревья, имеющие стволы с различными дефектами. В случае, если уход проводили в древостоях, предназначенных не для получения древесины, а, например, для отдыха, оставляли наиболее декоративные древесные породы. Иногда в этом случае вырубали даже деревья с прекрасными стволами и оставляли с кривыми. В Японии соснам иногда специально искривляют стволы. В почвозащитных лесах оставляли деревья с мощной корневой системой, способные удерживать большое количество почвы и предохранять ее от размывания.
Изреживая древостой при рубках ухода, люди заметили, что при этом часто улучшаются условия роста оставляемых деревьев. Кроны этих деревьев получают большее количество света, лучше прогревается почва и в ней быстрее идут микробиологические процессы, что ведет к увеличению усвояемых питательных веществ. Все это ведет и к более быстрому росту деревьев, но не в высоту (рост в высоту иногда даже несколько снижается), а в толщину. Но так как пока еще используется в народном хозяйстве стволовая древесина, для которой ценность определяется толщиной, ускоряется выращивание древесины. Так появилась и еще одна задача — ускорение выращивания стволовой древесины.
Но заботиться об увеличении толщины деревьев можно только после того, как они достигнут необходимой высоты, в противном случае деревья будут испорчены. При слишком раннем и сильном изреживании у оставленных деревьев образуется (вернее, сохраняется) много побегов, и такие деревья становятся похожими на деревья, выросшие на открытом месте и непригодные для заготовки ценной древесины. Увеличение толщины ведет к повышению прочности самого ствола, что очень важно для густых древостоев, где образуются очень высокие тонкие деревья и задержанный кронами снег в теплые дни ломает или вываливает их. Изреживание, кроме того, способствует проникновению снега к почве. Рубки ухода предохраняют древостой от снеговала и снеголома.
При изреживании древостоев во время рубок ухода большое значение имеет интенсивность изреживания, которая у нас определяется по количеству вырубаемой древесины. Слишком сильные изреживания, даже если они и не ведут к разрастанию сучьев, неблагоприятно отражаются на оставленных деревьях. Им требуется какой-то промежуток времени, чтобы приспособиться к изменившимся условиям. Причем чем сильнее будут нарушены условия жизни деревьев, тем дольше длится их приспособление. Но при слабой степени изреживания не удается убрать все ненужные деревья, да и сами изменения среды будут так малы, что это не отразится на росте оставленных деревьев. Для решения этой проблемы стали регулировать сроки повторяемости отдельных приемов рубок ухода. Много сторонников было у предложения: рубить за один прием мало, а сами приемы повторять часто. Противником этого положения выступила экономика. Значительно дешевле стоили рубки ухода при редкой повторяемости и большой интенсивности. Пришлось искать середину. Для этой цели было разработано несколько классификаций деревьев.
Самой первой классификацией такого рода была классификация деревьев по росту, которую предложил немецкий лесовод Крафт. Им было выделено пять классов: два в верхнем пологе, три — в нижнем, отставшие в росте. Потом в эту классификацию были дополнительно внесены подразделения деревьев по техническим признакам. Такие классификации появились во многих странах и отличались по ряду несущественных признаков и способам выделения классов. Эти классификации в основном и используются за рубежом при проведении рубок ухода, которые там носят название прореживаний. В нашей стране были разработаны интересные классификации деревьев по росту и развитию. В практической деятельности лесоводов используется чаще наиболее простая классификация, по которой деревья делят на три группы: лучшие, за которыми ведется уход, полезные, которые помогают лучшим, и вредные, мешающие, которые подлежат уборке. В нашей стране отдельные задачи рубок ухода были приурочены к специальным видам. Остановимся на их характеристике.
Осветление. Этот вид рубок ухода проводится в насаждениях, где малоценные древесные породы обогнали ценные и могут привести их к гибели. Поскольку гибель у некоторых светолюбивых пород может наступить очень быстро, осветление обычно проводят в самом раннем возрасте, когда главной древесной породе нет еще 10 лет. Обычно допускается сильная степень изреживания. Это не опасно, так как срубленные деревья и кустарники часто восстанавливаются порослевыми побегами.
Прочистки. Это вид рубок ухода преследует ту же цель — уход за составом древостоя, но проводится в молодняках 10— 20-летнего возраста, в которых главная и сопутствующие породы растут в одном ярусе. Иногда эти два ухода объединяют в одну группу и называют уходом за молодняками. При проведении прочисток придерживаются рекомендаций по поддерживанию определенной густоты древостоя. Его не рекомендуется изреживать до полноты менее 0,7. Эти два вида рубок ухода проводятся даже в том случае, если стоимость работ не окупается при реализации полученной древесины.
Прореживание. Проводится в древостоях хвойных и медленнорастущих пород в возрасте от 20 до 40 лет и в насаждениях лиственных быстрорастущих пород в возрасте от 20 до 30 лет. Основная цель — убрать деревья с нежелательной формой ствола. В связи с развитием деревообрабатывающей и особенно деревоперерабатывающей промышленности необходимость в проведении этого вида рубок ухода увеличивается. Для приготовления щепы можно с одинаковым успехом использовать прямые и кривые деревья.
Проходные рубки. Эти рубки призваны ускорить выращивание деловой древесины. Они, как и предыдущий вид, будут иметь большее значение по мере увеличения доли переработки древесины на пиловочник. В настоящее время они довольно широко распространены, так как дают возможность заготовлять значительное количество относительно крупной древесины в районах, где нет или очень мало спелых древостоев и где промышленные заготовки древесины не ведутся.
Помимо основных задач, при проведении каждого приема рубки приходится решать ряд попутных. Например, уборка больных и поврежденных деревьев производится при любых видах рубок. Задачи отдельного вида рубок ухода не всегда удается выполнить за время, которое отведено для этого. Так, за составом смешанных и сложных древостоев приходится ухаживать в течение длительного времени, охватывающего проведение всех видов рубок ухода, которые заканчиваются за класс возраста до наступления главной рубки.
При проведении рубок ухода сложилось несколько методов их выполнения. В смешанных древостоях широкое распространение получил так называемый верховой методу когда основную массу деревьев удаляют из верхнего полога. Правда, очень плохие деревья вырубают и из нижнего яруса. В чистых древостоях (а иногда в смешанных с уже сформированным составом) распространение получил низовой методу при котором основную массу деревьев удаляют из нижних ярусов. Но и в этом случае деревья больные, мешающие росту самых хороших, вырубают и из верхнего яруса. В нашей стране талантливым лесоводом А. Ф. Рудзким был разработан комбинированный метод рубок ухода.
Суть его в том, что весь древостой мысленно подразделяют на относительно однородные участки — биогруппы и в пределах каждой назначают либо верховой, либо низовой метод ухода.
На пути применения рубок ухода все время стоит слишком высокая стоимость работ. Отбор, назначение деревьев в рубку, а в ряде случаев и сама рубка производятся вручную. Если в насаждениях более высокого возраста часть затрат (редко все) окупаются при реализации продукции, то в молодняках этого нет. Хворост и мелкие деревья имеют крайне ограниченный сбыт. Попытка механизации работ еще не дала обнадеживающих результатов. В молодняках пока топор заменили механизмом, срезающим деревья и работающим от двигателя, находящегося в ранце, за спиной. В древостоях более высокого возраста используют различные механизмы, применяемые для валки и трелевки на лесозаготовках. Но эти механизмы очень мало приспособлены для ведения несплошных рубок. Приходится прорубать специальные просеки для прохода тракторов, валочных машин и т. п. Во время валки повреждаются с таким трудом выращенные и отобранные деревья. Предпринимаются попытки к удешевлению рубок ухода.
Еще в начале века лесовод А. П. Молчанов разработал в Тульских засеках коридорный способ ухода. Цель этого метода — ухаживать только за относительно небольшим количеством деревьев главной породы, способным сформировать древостой. Для этого в смешанных молодняках с преобладанием малоценных пород (главным образом, осины) прорубали неширокие просеки — коридоры. В этих коридорах вырубали все малоценные деревья и оставляли только подрост дуба.
В последние годы в некоторых странах получил распространение очень похожий метод ухода, позволяющий использовать широкую механизацию. Это рядовой и полосный способы. Первый применяют в искусственно созданных древостоях, когда с помощью кусторезов и других аналогичных машин полностью удаляют деревья каждого четвертого ряда, а через некоторое время — и среднего у оставленных трех. В естественных древостоях деревья удаляют полностью на полосах, прокладываемых через определенные расстояния. В этом случае достигается только одна цель — увеличение площади питания каждого оставляемого дерева и ускорение его созревания. Что же касается селективной роли рубок ухода, то она полностью исключается.
В молодняках, находящихся на значительном удалении от населенных пунктов, предпринимаются попытки уничтожения нежелательных древесных пород (чаще всего березы и осины) с помощью арборицидов и создания таким образом условий для роста сосны. Но это приводит к резкому повышению пожарной опасности, гибели птиц и зверей, а иногда и к массовому размножению вредных насекомых.
Иногда вследствие повреждения деревьев различными насекомыми и болезнями, вывала и повреждения деревьев ветром, огнем и под влиянием других причин в древостоях накапливается значительное количество деревьев, которые в санитарных целях нуждаются в немедленном удалении. Рубки, проводимые в оздоровительных целях, называются санитарными. Необходимость в проведении санитарных рубок особенно возрастает в древостоях, в которых не ведутся рубки ухода. Санитарные рубки иногда бывают и сплошными, когда поражены все деревья. Сплошные санитарные рубки чаще назначают в зрелом возрасте, когда заготовленная в древостоях древесина может быть использована. Чаще проводят выборочные санитарные рубки, при которых вырубают усохшие, заселенные короедами и другими насекомыми, пораженные болезнями и другие аналогичные деревья. Такие деревья не только не дадут хорошей древесины, но й будут источником заражения других деревьев.
В некоторых лесах производится уход за подлеском. Естественно, что в больших масштабах такой вид ухода производить невозможно, да в этом и нет особой необходимости. Уход за подлеском можно вести лишь в искусственных лесах, созданных на территории нелесных зон. Там подлесок часто выполняет функцию защиты древесных пород от конкуренции со злаковой светолюбивой растительностью. Деревья имеют определенной густоты кроны, которые в условиях лесной зоны способны поглотить и отразить такое количество солнечной энергии, что под их пологом не хватит света для роста светолюбивой растительности. Высаженные в более южных районах деревья не пропускают под полог такое же количество света, но и под полог попадает его значительно больше (там выше солнечная радиация) и светолюбивые травы могут расти.
В этих условиях на помощь деревьям привлекают кустарники. Были разработаны особые древесно-кустарниковые типы лесных культур. Но иногда образующийся ярус подлеска очень редкий, и тогда вырубают кустарники, чтобы от каждого пенька появилось по нескольку побегов. Такой прием иногда называют «посадить на пень». К такому же приему прибегают и при желании заменить поврежденный стволик лиственного дерева. Его срубают, а на пеньке появляются молодые, уже не поврежденные побеги. Ухаживают за подлеском чаще в полезащитных полосах. Там, кроме его защитной роли, рубками регулируют продуваемость полосы.
Ухаживают за подлеском и в насаждениях зеленых зон и лесопарков, где чаще формируют его густые куртины с целью привлечения птиц, различных зверей и для создания декоративных групп. Рубки ухода в зонах отдыха вообще часто носят своеобразный характер. Они призваны улучшать имеющиеся ландшафты и формировать новые, более декоративные. Приходится ухаживать за кривыми, ширококронными и нежелательными с точки зрения выращивания ценной древесины древесными породами, формировать древостой не с равномерным расположением деревьев (при котором обеспечивается более равномерный рост ствола), а куртинами, со смотровыми площадками.
Уход за отдельными деревьями. По мере роста деревьев нижние сучья кроны отмирают, опадают и зарастают. Но этот процесс очень длителен. Пеньки от обломившихся сучьев нередко торчат на стволах деревьев по нескольку десятков лет и не зарастают. Эти сучки значительно снижают качество древесины. Достаточно одному небольшому сучку оказаться в лыже, как она сразу сломается. Да и не только в лыже, ломаются ножки столов, стульев, деревянные детали машин и другие изделия. Для них пригодна только поверхностная, бессучковая зона, обычно имеющаяся в нижней части стволов. Для увеличения бессучковой зоны было предложено два способа ухода за деревьями.
В сосновых молодняках для выращивания бессучковой древесины лесоводом П. Г. Кроткевичем в 1935 г. был предложен оригинальный метод. После того, как у молодых растений образовалось несколько мутовок побегов, покрывающих стволик обычно не выше оставляемого пня, приступали к удалению боковых почек. Поскольку каждая почка представляет собой зачаточный побег, у таких сосенок образовывался только один побег — растущий вверх. Боковые почки ощипывали в течение 5—6 лет. В это время растение получало органические соединения, созданные в нижних ветвях. После прекращения ощипывания почек и образования кроны у дерева нижние побеги часто спиливали. Образовывалось нижнее бревно совсем без сучков внутри. Его древесину можно было использовать на самые ответственные изделия.
Недостатком этого метода, препятствующего его внедрению в практику, является трудность ощипывания почек на большой высоте и необходимость использования лестниц и других приспособлений. На плодородных почвах иногда появляются межмутовочные побеги из спящих почек, которые потом приходится удалять. Последнее обстоятельство и послужило основной причиной малого распространения этого метода, хотя можно было подобрать условия, в которых сосны не дают межмутовочных побегов.
Второй способ заключается в обрезке сучьев на более крупных деревьях. Обрезали сучья так, чтобы они не выступали над уровнем коры. Это обеспечивало их быстрое зарастание, и вся зона древесины, образовавшаяся после обрезки, не имела сучков. При обрезке удаляли все мертвые сучья и их остатки и две-три мутовки живых, которые имели теневую хвою или листья и уже не играли существенной роли в питании дерева, а иногда даже только расходовали питательные вещества. Для обрезки сучьев были созданы специальные приспособления, позволяющие срезать сучья на высоте 4—5 м от поверхности почвы. Этот способ может иметь значение в районах, где имеется потребность в топливе, а древостоев для его заготовки нет. К сожалению, у нас почти перестали использовать древесину для отопления.
При выращивании бессучковой древесины ухаживают только за деревьями, которые доживут до возраста спелости. Обычно отбирают по 200—400— 600 деревьев на 1 га (количество стволов устанавливается в зависимости от условий местопроизрастания). Обрезка сучьев у дубовых деревьев в нашей стране ведется с давних времен. Так, в Тульских засеках при распиловке дубовых бревен находили воск на заросших сучьях. Воск ранее применяли для предохранения поверхности срезов от попадания спор дереворазрушающих грибов и загнивания.
Широко распространена обрезка сучьев и в садово-парковом хозяйстве. Там она преследует другие цели — формирование кроны. Для плодовых деревьев крону формируют с целью создания удобств при сборе фруктов, а для парков — придания дереву декоративного вида.