ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ НА ЭКОСИСТЕМУ ЛЕСА

 

Черепухин С.А. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)

 

Damages which are rendered with engineering to an environment, were divided into three groups. On each group the analysis of reasons of their origin was conducted.

 

Повреждения, причиняемые техникой природной среде с остав­ляемым в рост древостоем при рубках ухода и влияющие на дальнейшую его продуктивность, можно разделить на три груп­пы [2,3]:

·        повреждения стволовой части дерева и корневой шейки (разрыв и обдир коры, облом сучьев, ошмыги крон, слом вершин);

·        повреждения корней (видимые и невидимые переломы, разрывы корней и обдиры корневой коры);

·        повреждения почвенного покрова (уплотнение почвы с ухудшением питательных функций корневых систем, обра­зование колеи и эрозия).

С целью учета уровня повреждаемости древостоев при принятии решений по применению машин и оборудования на рубках ухода рассмотрим причины и характер указанных повреждений в сосновых насаждениях Савальского лесхоза Воронежской области.

Повреждения ствола и корневой шейки

При применение на валке леса бензиномоторных пил сохранность оставляемых деревь­ев между волоками или коридорами после выполнения данной опе­рации в зависимости от возраста древостоя, вида рубка и при условии добросовестного отношения вальщика к работе составляет 90-98%. В основном при валке происходят ошмыги, обломы вершин и сучьев у единичных деревьев. Небольшой процент повреждаемости обусловлен тем, что вальщик валит деревья в свободные про­странства между стоящими, стараясь исключить зависания деревь­ев. В древостоях полнотой выше 0,8 и возрастом старше 60-60 лет повреждений деревьев больше, чем в древостоях полнотой 0,7-0,8 и возрастом меньше 50-60 лет.

Основные повреждения появляются при сборе деревьев (или хлыстов) в пачки и их трелевку. При использовании тракторов о чокерным оборудованием повреждение оставляемых деревьев наблю­дается несколько реже, чем при использовании тракторов с мани­пулятором. В первом случае раны на стволах располагаются пре­имущественно у корневой шейки, во втором - они захватывают и ствол, так как вытаскивание дерева (или хлыста) на волок про­изводится в приподнятом положении.

Повреждения корней

Поскольку 70% корней находятся в верхнем гумусном слое, то колеса или гусеницы движущихся машин вызывают переломы, разрывы корней и обдиры их коры. Современные машины  имеют достаточно широкие шины и при правильной организации работ эти машины не нарезают глубокой колеи. Од­нако в летние месяцы, когда прочность корневой коры мини­мальна, возникает опасность ее обдира. Летом сопротивление корневой коры сдвигу равно для сосны 43 Н/см² в поперечном направлении и 57 Н/см в продольном направлении. Осенью этот показатель возрастает для сосны до 65 Н/см² в поперечном и 115 Н/см² в продольном направлении [5]. При этом обдиры коры наблюдаются не только у поверх­ностно расположенных корней, но и у достаточно глубогозалегающих, особенно на песчаных и гравийных почвах за счет сдви­га их абразивных частиц. Исследования [4] показали, что избе­жать подобного повреждения корневых систем можно в том слу­чае, если при площади контакта колеса с грунтом 40 см² не превысит тягового усилия на ободе колеса более чем 1,6-3,2 кН.

Установлено [1], что если корни повреждаются в пределах 50 см от комлевой части дерева, то 39% деревьев с такими поврежде­ниями через 10 лет имеют признаки наличия стволовой гнили. Особенно опасно повреждение основных крупных корней (2 см в диаметре и более), т. к. они в первую очередь подвержены пора­жению корневой губкой. При повреждении 15% площади корневой системы наблюдается снижение роста дерева на 10% по сравнению с неповрежденным [5].

Число проходов машины также влияет на повреждаемость корневых си­стем. При этом зависимость уровня повреждаемости волока от числа проходов носит S-образный характер, резко возрастая на участке от 3 до 9 проходов [1]. После дальнейшего увеличения числа проходов говорить о последствиях повреждений корней бессмысленно, т. к. они уже оказываются поврежденными в силь­ной степени.

Повреждения почвенного покрова

Лесной почвенный покров лесов представляет в большинстве случаев минеральный слой (песок, супесь, суглинок или глина) с тонким гумусным слоем.

Установлено, что статическое давление машины на почву более 80 кПа препятствует развитию мелких корней, а при давлении на почву 30-50 кПа их рост затруднен [4]. Таким образом, очевид­но, что проход машины вблизи растущего дерева, вызывающий под колесом давление на почву 60-90 кПа, приводит к снижению степени роста дерева из-за повреждения мелких корней. При этом, чем ближе машина проходит к дереву, тем количество уплотненных корешков выше.

Следовательно, сдавливание почвы, так насыщенной разветвлен­ной мелкой корневой системой, оказывается крайне нежелатель­ным.

Количество повреждений и их характер зависят от следующих факторов:

·        неуправляемых (характеризуют условия эксплуатации): почвенно-грунтовых и климатических условий; породного состава, возраста, полноты насаждений и других природно-производственных факторов;

·        управляемых (характеризуют применяемые технологии и машины): вида, способа и интенсивности рубки; размеров лесосек и принятых технологических схем их освоения; квалификации оператора; структуры системы машин; кон­струкции и параметров базового транспортного средства и технологического оборудования и ряда других технико-технологических факторов.

Анализируя воздействие отдельных факторов на возникновение повреждений, необходимо отметить следующее [2,3].

Летом, по сравнению с зимой, интенсивность повреждений, как стволовой, так и корневой частей деревьев возрастает от 1.25 до 4 раз. Наиболее неблагоприятен в отношении повреждений весен­ний период, когда начинается интенсивная циркуляция древес­ного сока.

Деревья, стоящие по краям трелевочного волока, повреждаются во время движения трактора с пачкой. У них возникают более широкие и глубокие раны с вырывом древесины на стволах и корневых лапах. Такие деревья в конце разработки пасеки приходится удалять, в результате чего средняя ширина трелевочного волока или коридора увеличивается с 4-5 до 6-8 м, а число деревьев для лесопродуцирования уменьшается. Во избежание этого первоначальную ширину волока необходимо устанавливать возможно меньше и оставлять отдельные, "отбойные" деревья, которые и вырубают после разработки пасеки. Таким образом, можно сохранить деревьев без повреждений на 6-10% больше. Деревья со средними и большими ранами по окружности ствола составляют в среднем 10 % по числу и 13 % по объему.

Рационально сплани­рованная система трелевочных волоков при рубках ухода может уменьшить уплотняемую площадь почти на 2/3 без снижения продуктивности.

По данным К. И. Бредберга [1], частота повреждений связа­на с интенсивностью движения лесной машины, выражающейся как общее расстояние, проходимое транспортными средствами на единице площади. При этом установлено, что уменьшение расстояния между технологическими коридорами (волоками) со 100 до 20 метров ведет к снижению интенсивности движения машин на трелевке с 8500 м/га до 2500 м/га [1] и исключает необходимость движения харвестера под пологом леса. Следова­тельно, с точки зрения повреждаемость насаждений тенденция к строительству технологических коридоров на меньшем рас­стояний друг от друга может быть благоприятной, тем более что точность работы манипулятора на меньшем расстоянии вы­ше.

Важную роль в снижении уровня повреждаемости деревьев имеет квалификация оператора лесной машины (20% от общего числа повреждений ствола и 3% - корней) и наличие постоянного контроля за его работой в этом направлении.

 

Библиографический список.

1.            Бредберг К. И. Разработка машин для рубок ухода, наносящих меньший вред насаждениям// Проблемы рубок ухода. М.: Лесная промышленность, 1987.

2.            Петровский В.С., Черепухин С.А. Оптимизация выбора трелевочного оборудования и количества вырубаемых стволов с минимальным повреждением деревьев/ Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз.сб.науч.тр. /Воронеж.гос.лесотехн.акад. Воронеж, 1998. С. 183 – 186.

3.            Петровский В.С., Черепухин С.А. Математическое моделирование и проектирование экологически безопасных рубок ухода за лесом. Математические методы в технике и технологиях ММТТ-2000: Сборник трудов 13 международной научной конференции. В 7 томах, т 6.  С-Пб гос. техн ун-т. С–Пб, 2000. 316 с. 

4.            Wasterlund I. Strength components in the forest floor restricting maximum tolerable machine forces// Journal of Terramechanics. 1989. Vol. 26. № 2. P.177-182.

5.            Wasterlund I. Damages on graund and roots// Rep. № 52 / Swedish University of Agricultural Sciences. Garpenberg, 1986. P. 56-63.