WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

григорьев Алексей АЛЕКСЕЕВИЧ

ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ДВУХПРИЕМНЫХ РАВНОМЕРНО-ПОСТЕПЕННЫХ

РУБОК В ЕЛЬНИКАХ

06.03.02. – Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург

2012

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном лесотехни­ческом университете им. С.М. Кирова.

Научный руководитель

-доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Алексей Николаевич Мартынов

Официальные оппоненты

-доктор сельскохозяйственных наук, профессор Михаил Васильевич Никонов

-кандидат сельскохозяйственных наук,

Олег Иванович Антонов

Ведущая организация –

ОАО «Севзаплесхозпроект»

Защита состоится « 30» марта 2012 года  в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.02 при Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете имени С.М. Кирова в зале Ученого совета по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета им. С.М. Кирова.

Автореферат разослан «28» февраля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

И. А. Маркова

введение

Актуальность темы.

Обеспечить многоцелевое, рациональное, непрерывное, не истощительное использование лесов для удовлетворения потребностей общества в лесных ресурсах невозможно без применения современных щадящих, ресурсосберегающих технологий заготовки древесины, в том численесплошных рубок. Наиболее перспективным способом разработки лесосек, обеспечивающим непрерывность цикла лесовыращивания и, в тоже время, не требующим больших затрат, является двухприемная постепенная рубка. Однако оценка лесоводственной эффективности таких рубок неоднозначна. Противоречивы сведения о повреждаемости оставшейся части древостоя и подроста при разных технологиях лесосечных работ. Эти сведения получены на небольшом числе объектов в древостоях, различающихся по таксационным характеристикам, и при неодинаковой аккуратности выполнения лесосечных работ.

Цель исследования – дать сравнительную оценку лесоводственнойэффективности технологий проведения первого приема двухприемных постепенных рубок в ельниках в зависимости от характеристики древостоя, типа леса и сезона проведения лесосечных работ в южнотаежнойподзоне Северо-Запада Европейской части России (на примере Шугозерского лесничества Тихвинского района Ленинградской области).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить основные задачи исследования:

  1. выявить лесовозобновительный потенциал исследуемых ельников в связи с применением постепенных рубок;
  1. оценить факторы, влияющие на повреждаемость деревьев, оставляемых после первого приема постепенной рубки;
  1. исследовать сохранность подроста ели первого приема постепенной рубки в зависимости от технологии сезона проведения лесосечных работ, характеристики древостоя  и типа леса; 
  1. оценить воздействие лесозаготовительной техники на степень минерализации почвы.

Научная новизна.

Впервые для южно-таежной подзоны Северо-Запада Европейской части России на большом экспериментальном материале дана комплексная оценка

отечественной (хлыстовой) и скандинавской (харвестер + форвардер) технологий лесосечных работ в ельниках. Получены новые данные овозобновительном потенциале ельников в связи с проведением постепенных рубок, о  повреждаемости оставшихся деревьев, сохранности подроста и степени минерализации почвы после первого приема постепенной рубки в зависимости от ееинтенсивности, применяемой технологии и сезона проведения лесосечных работ,доли ели в составе древостоя, его густоты и типа леса.

Практическая значимость.

Даны предложения по улучшению практики двухприемных равномерно-постепенных рубок в типичных лесорастительных условиях южно-таежной подзоны Северо-Запада России.

Материалы исследований и сформулированные на их основе предложения могут быть использованы при составлении нормативных документов по лесопользованию и лесовосстановлению в Северо-Западном Федеральном округе Российской Федерации. Полученные автором результаты будут востребованы в процессе обучения в высших учебных заведениях лесного профиля.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются большим объемом экспериментального материала, полученного с использованием общепринятых лесоводственных методов исследований. Полученные данные обрабатывались с помощью методов математической статистики.

Научные положения, составляющие предмет защиты:

  1. оценка лесовозобновительного потенциала ельников и обоснование целесообразности проведения в них двухприемных равномерно-постепенных рубок;
  2. установленные закономерности влияния первого приема постепенной рубки на повреждаемость деревьев и подроста в зависимости от ее интенсивности, характеристики древостоя, типа леса, технологии и сезона проведения лесосечных работ;
  3. оценка влияния хлыстовой и сортиментной технологий на степень минерализации поверхностного слоя почвы;
  4. предложения по улучшению практики проведения постепенных рубок в ельниках.

Апробация работы. Основные результаты, полученные при проведении исследований, были доложены на ежегодных научно-технических конференциях лесохозяйственного факультета СПбГЛТАпо

итогам НИР (Санкт-Петербург, 2005-2009гг). Результаты исследований представлены также в отчетах кафедры лесоводства СПбГЛТА по научно-исследовательским работам за 2005-2009 гг.

Личный вклад автора. Автором поставлены цель и задачи исследований, разработаны основные положения программы и методики работ, собран, обработан и проанализирован полученный материал, сформулированы выводы и даны предложения по улучшению практики постепенных рубок.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем работы составляет 124 страницы, в том числе 15 таблиц и 6 рисунков. Список литературы включает 107 наименований, в том числе 12 на иностранных языках. Приложение представлено на 12 страницах.

Глава 1. состояние вопроса

В главе рассматриваются история и современная практика постепенных рубок, существующие технологии проведения постепенных рубок, преимущества и недостатки данного вида рубок, экологические аспекты их применения. В ходе анализа литературных источников получены следующие выводы:

1) в лесном хозяйстве России накоплен большой опыт проведения постепенных рубок. Началом применения таких рубок можно считать конец XIX века;

2) в технологическом плане выполнение постепенной рубки сложнее, чем сплошной, и требует большой аккуратности;

3) в современной практике применяются в основном два способа лесосечных работ при проведении постепенной рубки: хлыстовая (отечественная) и скандинавская (трелевка сортиментами). Последняя технология может быть использована в двух вариантах: механизированная валка харвестером или ручная бензопилой;

4) сведения об эффективности постепенных рубок отрывочны и противоречивы, так как получены на небольшом числе объектов, которые различаются по таксационным характеристикам древостоя и, зачастую, при несоблюдении технологических требований к проведению работ.

Глава 2. Программа, методика исследований и объем выполненных работ

Программа исследований включала следующие вопросы:

1) выявить возобновительный потенциал ельников для решения вопроса о целесообразности проведения равномерно-постепенной рубки;

2) оценить повреждаемость древостоя после первого приема постепенной рубки в зависимости от применяемой технологии, интенсивности рубки, густоты древостоя, доли ели в его составе и типа леса;

3) оценить факторы, влияющие на сохранность подроста ели после первого приема постепенной рубки;

4) исследовать влияние технологии проведения постепенной рубки на степень минерализации почвы;

5) дать предложения по улучшению практики применения постепенных рубок в ельниках.

По первому вопросу программы проведен анализ таксационных показателей еловых и лиственно-еловых насаждений Шугозерского лесничества. Проведено рекогносцировочное обследование выделов, в которых предполагалось проведение первого приема двухприемной равномерно-постепенной рубки вразных типах леса. Закладка пробных площадей и лесотаксационные работы на них проводились с учетом общепринятых положений и требований (Анучин, 1982; Сеннов, Ковязин, Мартынов и др., 1998).

Учет подроста проводился в пределах всего выдела по общепринятой методике (Сеннов, Ковязин, Мартынов и др., 1998).

На  6 участках у 50-80 экз. подроста ели под пологом древостоя и на вырубке после второго приема постепенной рубки измерялся текущий прироств высоту за последние 3 года.

По второму вопросу программы на пробных площадях проводились учеты состояния оставшегося после рубки древостоя по видам повреждений (см. табл. 3). Отмечались особенности организационно-технических показателей рубок, наносились на схему трелевочные волока (Сеннов, Ковязин, Мартынов и др., 1998).

По третьему вопросу программы для оценки сохранности подроста ели после первого приема постепенной рубки на круговых учетных площадках радиусом 1,78 м до рубки и после рубки проводился его перечет по категориям поврежденности (неповрежденные, с повреждениями коры, с обломом ветвей и т.д.) и высоты (до 0,5 м, от 0,5 до 1,5м и более 1,5 м).

На каждой пробной площади было заложено от 50 до 100 учетных площадок для учета подроста.

По четвертому вопросу программы на маршрутных ходах в 100 точках учитывалась доля минерализованной поверхности почвы.

Пятый вопрос программырешался с учетом всей совокупности проведенных исследований и литературных данных.

Все полученные данные обрабатывались и анализировались с помощью методов математической статистики. Достоверность различия определялась при уровне вероятности 0,95 (Доспехов, 1979; Чмыр, Маркова, Сеннов, 2001; Жигунов, Маркова, Бондаренко, 2002).

Выполнен следующий объем работ: проведено рекогносцировочное обследование ельников на площади 272 га, заложено 80 пробных площадей в кисличном, черничном свежем и черничном влажном типах леса, из них 26 на участках с проведением первого приема постепенных рубок с использованием отечественной (хлыстовой) технологии и 54 – скандинавской (харвестер + форвардер). В ходе изучения лесовозобновительного потенциала ельников и сохранности подроста после рубки учтено более 8 500 экземпляров подроста ели. Дана оценка повреждаемостиоколо 12 000  деревьев ели.

Глава 3. природные условия и характеристика объектов исследований

Исследования проведены в Шугозерском лесничестве, которое находится в юго-восточной части Ленинградской области на северо-востоке Тихвинского административного района. Территория лесничества по лесорастительному районированию (С.Ф. Курнаев, 1973) располагается в подзоне южной тайги зоны хвойных лесов, к которой относится 80% площади Ленинградской области.

Объекты исследований представлены ельниками кисличными, черничными свежими и черничными влажными пятого класса возраста, пройденными первым приемом равномерно-постепенной рубки различной интенсивности. Исследуемые ельники по составу включают довольно большую примесь лиственных пород, что вполне типично для ельников Ленинградской области.

При хлыстовой (отечественной) технологии использовался трелевочный трактор ТДТ-55,при скандинавской работали  харвестер и форвардер «Valmet» производства компании «KomatsuForestGroup».При хлыстовой технологии пасеки разрабатывались узкими лентами. Ширина пасеки 35…40 м, волока – 5 м.

Сначала валили и трелевали деревья за вершину с волока. Узкими лентами полупасеки разрабатывали в два захода: сначала на примыкающей к волоку ленте шириной 7-10 м валили деревья вершиной на волок в направлении трелевки под углом 5-20° к волоку, трелевали их, а затем валили деревья на крайней ленте шириной 12-15 м на изреженную ленту под углом 25-45° к волоку.

При использовании скандинавской технологии (харвестер + форвардер) ширина пасеки составляла 20…25 м, волока – 4м. Ширина пасеки ограничивалась длиной вылета стрелы харвестера (12 м). Валка деревьев харвестером начиналась с правой стороны от волока. Далее производилась обрезка сучьев и раскряжевка хлыстов на сортименты, которые размещались с левой стороны от харвестера.

После удаления харвестера на 50 м работу начинал форвардер. Обычно машины работали в разных пасеках: форвардер начинал работу, когда харвестер уже разработал пасеку.

Глава 4. ОЦЕНКА ВОЗОБНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ЕЛЬНИКОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ВОПРОСА О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАВНОМЕРНО-ПОСТЕПЕННОЙ РУБКИ

Известно, что под пологом еловых и лиственно-еловых древостоев в большинстве случаев имеется достаточное количество жизнеспособного подроста ели (Грязькин, 2001). Его состояние, состав и структура зависят не только от лесорастительной зоны, типа леса, но и от таксационных характеристик самого древостоя: состава, полноты и возраста.

Численность подроста ели в зависимости от состава и полноты древостоев в районе проведения исследований приведена в табл. 1

Таблица 1

Зависимость численности подроста ели от состава и полноты древостоев пятого класса возраста с различным участием ели

(Шугозерское лесничество Ленинградской области)

Доля ели в составе древостоя, ед.

Численность подроста ели при разной полноте материнского полога, тыс. шт./га

0,5-0,6

0,7-0,8

0,9-1,0

9

4,1±0,32

2,2±0,25

1,5±0,16

8

3,9±0,21

3,3±0,18

н.д.

7

4,7±0,24

3,5±0,17

2,1±0,33

6

н.д.

4,2±0,46

н.д.

5

4,2±0,33

4,1±0,36

2,7±0,24

4

3,4±0,36

4,3±0,47

3,1±0,41

3

2,9±0,20

4,4±0,35

н.д.

2

2,6±0,21

3,3±0,23

2,6±0,32

1

0,9±0,41

3,0±0,46

1,7±0,30

Единично

1,6±0,62

2,1±0,55

1,9±0,46

Примечание. Приведены данные по черничному и кисличному типам леса; н.д.- нет

данных.

Из табл. 1 видно, что при доле ели в составе древостоя от 1 до 6 единиц максимальная численность подроста под пологом имеет место при полноте древостоя 0,7…0,8. При полноте 0,5…0,6 и увеличении доли ели в составе древостоя до 7…9 единиц численность подроста выше, чем при полноте 0,7…0,8.

По-видимому это связано с улучшением условий для роста молодой генерации ели в связи с ослаблением конкуренции со стороны материнского полога. При увеличении же доли ели в составе древостоя при полноте 0,5…0,6 усиливается ее семеношение, что увеличивает вероятность попадания семян ели в благоприятные для последующего развития всходов условия.

По материалам обследования ельников не выявлено ни одного случая, когда бы под пологом спелых древостоев черничного и кисличного типов леса подрост ели полностью отсутствовал. Доля древостоев, под пологом которых численность подроста составила менее 1,5 тыс. шт./га, варьирует (в зависимости от типа леса) от 35 до 47% (табл. 2).

Таблица 2

Доля древостоев (%) с различной численностью подроста ели в черничном и кисличном типах леса в Шугозерском лесничестве

Численность подроста, тыс. шт./га

Доля древостоев по типам леса

Ельник черничный

Ельник кисличный

0,5-1,5

35

47

1,5-2,5

24

23

2,5-3,5

29

22

3,5-4,5

7

5

4,5-5,5

5

3

Итого

100

100

Однако только около 8% площади ельников кисличных и 12% ельников черничных имеют количество подроста более 3,5 тыс. шт./га, что позволяет обеспечить здесь необходимую сохранность подроста для формирования древостоев с преобладанием ели при проведении не только постепенной, но и сплошной рубки.Под пологом древостоев в ельниках кисличного и черничного типов леса подрост на 90-95% представлен елью. Доля других пород незначительна и зависит от состава древостоя, сомкнутости полога и его вертикального строения.В среднем ельники кисличные менее обеспечены подростом, чем ельники черничные. В более богатых кисличных лесорастительных условиях после рубки древостоя конкуренция нежелательной растительности намного выше, чем в черничных, и в связи с этим для формирования молодняка с преобладанием хвойных пород исходнаячисленность подроста должна быть выше. Величина прироста – объективный показатель жизнеспособности подроста. Этот показатель сильно варьирует как по группам высот, так и по категориям состояния подроста. Текущий прирост по высоте под пологом древостоя у крупного и среднего подростав кисличном типе леса меньше, чем в черничном: соответственно (см)5,1±1,76 и 14,6±2,13 см(tрасч.=3,44) и 4,7±1,23 и 8,4±1,41(tрасч.=2,01) Для мелкого подроста различия недостоверны (2,9±0,93 и 2,8±0,71; tрасч.=0,09). В кисличном типе леса величина прироста по группам высот имеет больший размах варьирования, чем в черничном. Текущий прирост по высоте у крупного жизнеспособного подроста существенным образом зависит от его местоположения – под пологом древостоя или на вырубке. В кисличном типе леса под пологом древостоя полнотой 07,-08 он в 3 раза меньше, чем на вырубке через 3 года после 2-го приема постепенной рубки (5,1±1,76 и 18,5±2,42 см; tрасч.=4,47), тогда как в черничном типе леса различия по текущему приросту менее выражены и недостоверны (14,6±2,13 и 16,6±2,17 см). У мелкого подроста различия по текущему приросту также недостоверны.

Глава 5. повреждаемость оставшейся части древостоя после первого приема постепенной рубки

На всех исследуемых участках рубка проводилась работниками одного лесозаготовительного предприятия, то есть технологические требования к выполнению работ предъявлялись во всех случаях одинаковые. Рубка проводилась как в зимний, так и в летний период.

В табл. 3 представлены данные о средней повреждаемости деревьев после проведения первого приема постепенной рубки, из которых видно, что основным видом повреждений является обдир коры ствола. При хлыстовой технологии в зимний и летний периоды было повреждено соответственно 9,0 и 14,2% деревьев ели, при сортиментной – 6,2 и 10,3%, т.е. заметно меньше. При сортиментной технологии максимальная повреждаемость стволов имела также место при летней рубке, причем в отличие от хлыстовой технологии повреждения наблюдались в верхней части ствола. Доля деревьев с наклоном ствола незначительна (0,2…1,1%). Перерезание корней и слом вершин чаще наблюдались при хлыстовой технологии и в летний период.

Суммарная повреждаемость оставленных деревьев колебалась в пределах 9,7…23,6%. При анализе литературных источников выявлены очень большие различия в повреждаемости деревьев в зависимости от применяемой технологии и сезона рубки (2…57%). Это говорит о том, что предыдущие исследования носили ограниченный характер – проводились

на нескольких смежных участках, которые по тем или иным причинам

различались. Таким образом, по-видимому, отбор объектов был не репрезентативен, и результаты, полученные в разных условиях разными авторами, неоднозначны.

Таблица 3

Средняя повреждаемость деревьев (%) на участках, пройденных первым приемом постепенной рубки в зависимости от технологии и сезона проведения лесосечных работ

Вид повреждения

Хлыстовая трелевка

Сортиментная трелевка

зима

лето

зима

лето

Наклон ствола

1,1

0,8

0,5

0,2

Слом вершины

1,8

0,6

0,9

0,5

Перерезание корней

1,0

1,8

0,3

0,8

Обдир корневых лап

2,8

6,2

1,8

3,0

Обдир коры ствола

9,0

14,2

6,2

10,3

Всего повреждено деревьев

15,7±0,87

23,6±0,91

9,7±0,45

15,5±0,67

В наших же исследованиях, которые проводились на сравнительно однородной территории, предел колебаний между крайними величинами составил 8,8…25,4%. Наименьшее среднее значение поврежденных деревьев наблюдалось при использовании скандинавской (сортиментной) технологии в зимний период – 9,7%, в то время как аналогичный показатель при использовании отечественной технологии в тот же период составил 15,7%, что достоверно выше (tрас.=6,13). В летний период различия по этому показателю выражены более резко – 15,5 и 23,6% соответственно (tрас=6,18).Достоверные различия между средней повреждаемостью наблюдаются также в зависимости от сезона проведения первого приема постепенной рубки: при использовании скандинавской (сортиментной) технологии tрас.=7,19,  хлыстовой tрас.=6,27 (tst=2,0).Интенсивность рубки – один из главных организационно-технических показателей, определяющих успешность и степень вмешательства человека в экосистему.Повреждаемость деревьев после проведения первого приема постепенной рубки в зависимости от ее интенсивности, технологии и сезона проведения лесосечных работ показана на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость повреждаемости оставшихся деревьев ели от интенсивности первого приема постепенной рубки

Из рисунка видно, что повреждаемость деревьев, оставляемых после первого приема постепенной рубки, в летний период при использовании скандинавской технологии колеблется в пределах от 13,0 до 13,9%, хлыстовой технологии – от 18,0 до 26,2%. В зимний период при использовании скандинавской технологии повреждаемость деревьев изменяется в диапазоне от 9,1 до 12,0%, хлыстовой – от 11,3 до 17,5%.

На делянках, разработанных по хлыстовой технологии в летний период, повреждаемость деревьев при интенсивности рубки 36…40% достоверно ниже, чем при интенсивности 31…35% (tрас.=3,97). Между участками с различной интенсивностью рубки, пройденных первым приемом постепенной рубки по скандинавской технологии, достоверных различий выявлено не было как в зимний, так и в летний период. Минимальная повреждаемость ели имела место при интенсивности рубки 22…24%.

В целом, повреждаемость деревьев при увеличении интенсивности рубки изменялась незначительно (кроме варианта с хлыстовой трелевкой в летний период, когда повреждаемость при высокой интенсивности 31…35% снизились по сравнению с 36…40% на 8,2%). Эта тенденция прослеживается и в других вариантах, что связано с удалением большего числа поврежденных в процессе  рубки и трелевки деревьев.

При увеличении густоты древостоя с 0,5 до 0,8 тыс. шт./га повреждаемость деревьев возросла незначительно – на 3-4% при сортиментной технологии и на 3-7% при хлыстовой.

Считается, что при валке деревьев лиственных пород (березы и осины) происходит меньше повреждений остающихся деревьев, так как крона у них располагается высоко, и безсучковая зона намного протяженнее, а ветви намного мягче и эластичнее.

Как видно из рис. 2, повреждаемость остающихся на корню деревьев после первого приема постепенной рубки с увеличением доли хвойных пород в составе древостоя возрастает.

Рис. 2. Зависимость повреждаемости оставшихся деревьев после первого приема постепенной рубки от доли хвойных пород в составе насаждения до рубки

Особенно четко это проявляется при работе по хлыстовой технологии в летний период. При увеличении доли хвойных пород с 2…4 до 9…10 единиц повреждаемость возросла на 8,8%.

Как видно, из таблицы 4, повреждаемость деревьев после проведения постепенной рубки в разных типах леса, как в летний, так и в зимний период различается не существенно. В ельнике черничном свежем повреждаемость оставшихся деревьев несколько меньше, чем в других типах леса, независимо от сезона лесосечных работ.

Таблица 4

Повреждаемость деревьев (%), оставленных на корню после первого приема постепенной рубки, в разных типах леса

Тип леса

Хлыстовая

технология

Сортиментная технология

Сезон проведения лесосечных работ

лето

зима

лето

зима

Ельник кисличный

24,3±1,00

14,7±1,83

13,8±0,96

10,1±0,48

Ельник черничный свежий

20,0±1,16

15,5±1,88

13,6±0,91

8,3±0,96

Ельник черничный влажный

23,6±1,83

15,7±1,91

14,3±1,07

9,7±0,21

Глава 6. сохранность подроста под пологом древостоя после первого приема постепенной рубки

При анализе информации, представленной в литературных источниках, было выявлено, что при проведении несплошных рубок  сохранность подроста сильно варьирует в зависимости от состава древостоя, количества подроста до рубки, распределения его по категориям крупности.

Статистический анализ полученных нами данных выявил  существенные различия в сохранности подроста ели  в зависимости от технологии и сезона проведения лесосечных работ.

Так, в летний период наибольшая сохранность подроста – 72,5%  наблюдалась при использовании скандинавской (сортиментной) технологии, что на 10,7% выше, чем при использовании отечественной (хлыстовой) технологии – 61,8%, при этом различия носят статистически достоверный характер (tрас.=8,29) (tst=2,0).

В зимний период также наблюдалась более высокая сохранность подроста – 80,2% при использовании скандинавской технологии, чем отечественной (хлыстовой) – 68,9%. Различия статистически достоверны (tрас.=5,18).

Независимо от применяемой технологии и сезона работ меньше всего повреждался мелкий подрост ели и больше всего –крупный. Средняя сохранность мелкого подроста (%) при хлыстовой трелевке составила: зимой 80,1±1,04, летом 71,6 ±1,11; при сортиментной – соответственно 88,5±1,18 и 83,2±1,43, крупного - 53,2±0,68 и  49,4±0,76 при хлыстовой трелевке и 65,4±0,89 и 55,2±1,01 - при сортиментной. Средний подрост занимает  промежуточное положение  в отношении сохранности.

Таблица 5

Сохранность подроста (%) после первого приема постепенной рубки в зависимости от ее интенсивности

Интенсивность рубки, %

Хлыстовая технология

Скандинавская технология

Сезон проведения лесосечных работ

лето

зима

лето

зима

22-24

67,9±1,16*

72,9±1,89*

76,5±1,20*

84,3±1,04*

25-30

64,0±1,47

68,8±1,50

74,5±0,50

81,3±1,87

31-35

62,0±2,00

69,0±0,71

72,9±1,99

80,4±1,30

36-40

58,9±1,07*

63,7±0,92*

67,4±0,94*

74,8±1,45*

*Примечание – различия при разной интенсивности рубки достоверны при уровне вероятности 0,95.

Как видно из табл. 5, сохранность подроста, независимо от технологии и сезона проведения лесосечных работ, снижается при повышении интенсивности рубки. Проведенный статистический анализ показывает, что достоверные различия в сохранности подроста при повышении интенсивности рубки с 22…24 до 25…30% и с 25…30 до 30…35% отсутствуют (tрас. = 0,56…1,17). При повышении интенсивности рубки до 36…40% снижение сохранности подроста статистически достоверно (tрас. = 2,12…4,32). Требуемая сохранность (80%) достигалась только при использовании сортиментной технологии в зимний период при интенсивности рубки не более 35%. При повышении интенсивности рубки до 36…40% сохранность подроста оказалась ниже 80%. При использовании хлыстовой технологии лесосечных работ требуемая величина сохранности подроста не достигалась даже при низкой интенсивности рубки в самый благоприятный зимний период.На сохранность подроста, также как и на повреждаемость деревьев, может влиять состав древостоя, точнее соотношение хвойных и лиственных пород в составе древостоя (Колданов, 1966; Побединский, 1986, 1991; Цветков, 1997). При увеличении доли хвойных пород и, соответственно, уменьшении доли лиственных сохранность подроста после рубки повышается. Это связано с тем, что при валке деревьев лиственных пород (березы и осины) повреждается и уничтожается больше подроста, так как они имеют более развитую крону, которая при падении на землю охватывает большую площадь, чем крона сосны или ели.Как видно из рис. 3, сохранность подроста после первого приема постепенной рубки повышается при увеличении доли хвойных пород в составе древостоя с 2…4 до 9…10 ед. на 7…14%. Эта тенденция более выражена при рубке в зимний период.

Таким образом, показатель «доля хвойных пород в составе древостоя» оказал менее существенное влияние на сохранность подроста в насаждении после первого приема постепенной рубки, чем технология, сезон проведения лесосечных работ и интенсивность рубки.

Рис. 3. Зависимость сохранности подроста после первого приема постепенной рубки от доли хвойных пород в составе древостоя.

С увеличением густоты древостоя с 0,5 до 0,8 тыс. шт/га сохранность подроста ели  снизилась, как при хлыстовой технологии (на 4…7%), так и при сортиментной (на 2…8%). Чем выше густота подроста ели, тем большая доля особей повреждается при рубке и трелевке.

При густоте 1,0…2,0 тыс. экз./га в зависимости от типа леса и сезона работ сохранилось от 59,1 до 78,3%, но в абсолютном выражении при более высокой густоте подроста его сохранность выше. Так, при густоте подроста 5,0 тыс. экз./га может быть сохранено до 3,9 тыс. экз./га.

Наибольшая сохранность подроста ели отмечена в ельниках черничных влажных, что может быть связано с особенностями размещения подроста по площади. При более равномерном размещении ели вероятность его повреждения повышается (Грязькин, 2001).

Глава 7. влияние технологии проведения постепенной рубки на степень минерализации почвы

Использование различной техники при проведении постепенных рубок должно обеспечивать наиболее благоприятные условия для естественного возобновления леса. Влияние сезона заготовки и технологии проведения лесосечных работ на минерализацию поверхностного слоя почвы после проведения первого приема постепенной рубки в зависимости от ее интенсивности иллюстрируется табл. 6.

Таблица 6

Влияние сезона и технологии проведения лесосечных работ на степень минерализации почвы после первого приема постепенной рубки в зависимости от ее интенсивности

Интенсивность рубки, %

Хлыстовая технология

Скандинавская технология

Доля минерализованной поверхности почвы (%) при проведении лесосечных работ:

летом

зимой

летом

зимой

22-24

-

19,0±1,53

-

-

25-30

25,0±1,24

21,8±1,22

18,8±1,38

15,7±0,94

31-35

28,3±1,41

26,5±1,65

20,0±1,47

17,1±1,14

36-40

35,4±1,65

-

23,1±1,15

19,0±1,18

Из таблицы видно, что средняя степень минерализации поверхностного слоя почвы в зимний период при использовании хлыстовой технологии значительно ниже, чем в летний. При использовании сортиментной технологии различия по сезонам рубки меньше. Различия статистически достоверны в вариантах: хлыстовая технология, рубка летом – при интенсивности рубки 25…30 и 36…40%, зимой – при интенсивности 22…30 и 36…40%; сортиментная технология, рубка летом и зимой – при интенсивности 25…30 и 36…40%.Это вполне закономерно, т.к. зимой снежный покров защищает поверхностный слой почвы от повреждений, и минерализация происходит в основном на волоках. Летом же, когда почва не защищена снежным покровом, степень минерализации почвы значительно выше за счет повреждения почвы при трелевке хлыстов.

В целом степень минерализации при использовании хлыстовой трелевки достоверно выше, чем при сортиментной, и летом, и зимой (tрас.=5,12…7,31 при tst=2,0).

При увеличении интенсивности рубки заготавливается больше древесины и, следовательно, больше вероятность повреждения поверхностного слоя почвы при ее перемещении по лесосеке, особенно при трелевке хлыстами, что также подтверждается данными, приведенными в табл. 7.

В исследуемой выборке участков интенсивность рубки в первый прием постепенной рубки составляла 22…40%. При увеличении интенсивности рубки с 25…30 до 36…40%, там где использовалась скандинавская технология, и в летний, и в зимний сезон рубки степень минерализации увеличивалась с 18,8 до 23,1% и с 15,7 до 19,0% соответственно (tрас.=2,40 и 2,18 при tst=2,0).

Там же, где применялась хлыстовая технология, различия носили более существенный характер – с 25,0 до 35,4% летом (tрас.=5,00) и с 21,8 до 26,5% зимой (tрас.=2,20 при tst=2,0).

Таким образом, при проведении рубки в летний период по хлыстовой технологии минерализуется большая площадь поверхности лесосеки, и в связи с этим существует большая вероятность обеспечить естественное возобновление ели в связи с улучшением условий для прорастания всходов.

Степень минерализации почвы выше в ельниках кисличных и меньше всего – в ельниках черничных влажных. Однако различия достоверны только при хлыстовой трелевке как зимой (tрас.=4,04), так и летом (tрас.=2,18) (tst=2,0).

заключение

В ходе решения поставленных задач были сделаны следующие выводы:

1) При обследовании участков, намеченных для проведения двухприемной постепенной рубки, не выявлено ни одного случая, когда бы под пологом спелых древостоев черничного и кисличного типов леса подрост ели полностью отсутствовал. Однако доля древостоев с количеством подроста более 3,5 тыс. шт./га не велика (не более 12%). Большая часть подроста (от 47 до 84%) под пологом ельников черничных и кисличных находится в жизнеспособном состоянии.

2) В кисличном типе леса величина прироста подроста ели в высоту по группам высот имеет больший размах варьирования, чем в черничном. В ельнике кисличномприрост в высоту у крупного и среднего подроста значительно ниже, чем в черничном. Под пологом древостоев прирост в 3 раза ниже, чем на вырубке после 2-го приема постепенной рубки.

3) При увеличении интенсивности рубки с 30…35 до 36…40% доля поврежденных деревьев ели снижалась в связи с их частичным удалением. Минимальная повреждаемость ели имела место при интенсивности рубки 22…24%.

4) При увеличении густоты древостоя до рубки от 0,5 до 0,8 тыс. шт./га доля поврежденных деревьев, остающихся на корню после первого приема постепенной рубки, возрастала не существенно.

5) При увеличении доли хвойных пород в составе древостоя повреждаемость деревьев ели после первого приема постепенной рубки повышалась, особенно при хлыстовой трелевке в летний период (на 8,8%).

6) Достоверного влияния типа леса на повреждаемость деревьев ели не выявлено.Максимальная доля ветровальных деревьев  ели в течение 3-х лет после рубки отмечена в ельнике черничном влажном- 6%, в ельнике черничном и кисличном этот показатель не превышал 3%.

7) После первого приема постепенной рубки, проведенного в зимний период, сохранность подроста выше как при использовании отечественной (хлыстовой), так и скандинавской технологии. Однако требуемая сохранность подроста (80%) достигалась только при использовании сортиментной трелевки и только зимой.

8) Чем выше густота подроста ели (и, следовательно, встречаемость), тем меньше, его сохранность в процентах от исходного количества. Однако с увеличением исходной численности количество сохраненного подроста возрастает (при 5,0 тыс. – до 3,9. тыс. шт./га).

9) При повышении интенсивности рубки до 36…40% как при хлыстовой, так и сортиментной технологии сохранность подроста снижалась ниже уровня, установленного нормативными документами. Поэтому повышение интенсивности рубки более 35% нецелесообразно.

10) Сохранность подроста после первого приема постепенной рубки повышалась при увеличении доли хвойных пород в составе древостоя.

11) Степень минерализации поверхностного слоя почвы в зимний период значительно ниже, чем в летний, при использовании как хлыстовой, так и сортиментной технологии, т.к. зимой снежный покров защищает поверхностный слой почвы от повреждений.

12) При увеличении интенсивности рубки с 25…30 до 36…40% и в летний, и в зимний сезон степень минерализации почвы повышалась, особенно при хлыстовой трелевке в летний период.

Для улучшения практики проведения постепенных двухприемных рубок в ельниках предлагается следующее:

1) Из двух вариантов технологии постепенной рубки - хлыстовой и скандинавской (харвестер+форвардер) предпочтение следует отдавать последней. Рубку вести в зимний период при обязательном соблюдении аккуратности лесосечных работ.

2) Максимальная численность подроста ели (3…5 тыс. шт./га и более) выявлена под пологом древостоев с полнотой 0,7…0,8, а при доле ели в составе древостоядо 7..8 единиц – с полнотой 0,5..0,6. В таких древостоях следует назначать равномерно-постепенную двухприемнуюрубку в первую очередь.

3) При меньшей численности подроста постепенную рубку целесообразно назначать лишь в расчете на последующее лесовозобновление.

4) При использовании как отечественной технологии (валка бензопилой и хлыстовая трелевка гусеничным трактором), так и скандинавской (валка харвестером и трелевка форвардером) не обеспечивается норма повреждения деревьев менее 5%. Наименьшая повреждаемость древостоя, по мнению ряда исследователей достигается при валке деревьев бензопилой и трелевке форвардером. Поэтому следует предпочесть этот вариант скандинавской технологии.

5) Требования обеспечить при проведении постепенных рубок повреждение менее 5% деревьев и сохранить 80% и более подроста трудно выполнимы даже при аккуратной работе как при хлыстовой, так и сортиментной (харвестер+форвардер) технологии.


6) При проведении постепенной рубки для прохода техники следует по возможности использовать естественные прогалины, что позволит сохранить больше подроста ели.

Публикации по теме диссертационного исследования

1) Григорьев А.А. Сохранение подроста и возобновление ели при проведении постепенных рубок [Текст] / А.А. Григорьев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии СПб.: СПбГЛТА, 2006. Вып. 11 (177) С.912.

2) Степанова О.П., Григорьев А.А. Сохранность подроста под пологом древостоя после первого приема постепенной рубки [Текст] / О.П. Степанова, А.А. Григорьев // Современные проблемы науки и образования М.: РАЕ, 2012. №6 С.3-4.

3) Степанова О.П., Григорьев А.А. Повреждаемость оставшегося древостоя после первого приема постепенной рубки. [Текст] / А.А. Григорьев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии СПб.: СПбГЛТА, 2012. Вып. 198 С.4-15.

4) Черниховский Д.М., Григорьев А.А. Оценка реакции еловых древостоев на первый прием постепенной рубки [Текст] / Д.М. Черниховский, А.А. Григорьев // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка –СПб.:СПбГЛТА, 2006. – С.18–20.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д.212.220.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, Ученый совет. Факс: (812) 670-92-17.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.