Современные лесозаготовки развиваются наоснове широкого применения комплексной механизации.
Механизация всех звеньев лесозаготовительного процесса, обеспечивающая высокую производительность труда, возможна пока еще не при всякой рубке. Широкое практическое применение ее связано главным образом с концентрированными и отчасти сплошнолесосечными рубками. За последнее время усилился интерес к механизации лесозаготовок также при постепенных и выборочных рубках. Но даже при сплошных концентрированных рубках все еще не достигнута полная автоматизация лесозаготовок. К наиболее совершенной форме механизации и стремятся наши лесозаготовители.
Одной из важных проблем является устранение противоречий между необходимостью применения способов рубок, наиболее отвечающих лесоводственным требованиям, и возможностью механизации лесозаготовок. Идеальным следует считать такое положение, при котором механизация лесозаготовок возможна при любом способе рубки. Таким образом, лесоводственные преимущества того или иного способа рубки смогут быть использованы в соответствующих условиях без опасений за производительность труда, за его экономическую эффективность.
Огромное лесоводственное значение имеет время (сезон) производства различных лесозаготовительных операций. Если снежный покров предохраняет от повреждений подрост, скрытый под ним, то в морозную погоду особенно легко повреждается подрост, более или менее высоко поднимающийся над снегом (вследствие хрупкости). Сжигание порубочных остатков в процессе зимних заготовок способствует сохранению значительно большего количества подроста на лесосеке, чем проведение той же операции в осенний период, когда при сжигании порубочных остатков, оставшихся после летних заготовок, зачастую повреждается весь подрост, сохранившийся после валки и трелевки. Трелевка лесоматериалов по снежному покрову почти не вызывает поранений подстилки и почвы, в то время как поранения почвы, вызванные трелевкой и огневой очисткой в летний период, оказывают очень существенное влияние на изменение среды и процесс лесовозобновления.
В пределах одного и того же сезона лесоводственное значение лесозаготовок сильно зависит от применяемых механизмов, организации технологического процесса лесозаготовок, расположения трелевочных волоков на лесосеке, расстояний между ними и т. д.
Механизмы и орудия, применяемыенавалке леса, при сплошной рубке имеют сравнительно небольшое лесоводственное значение. В то же время необходимо отметить, что валка леса электропилами вызывает необходимость вырубки некоторой части подроста, мешающего переносу кабеля. Гораздо большее значение для сохранения подроста и последующего лесовозобновления имеет организация работ на лесосеке при валке и трелевке леса. В процессе лесозаготовок, особенно механизированных, обе эти операции увязаны между собой. Механизмы, применяемые на трелевке леса, определяют конфигурацию пасек, ширину и длину их, порядок и направление валки деревьев и т. д., поэтому при рассмотрении влияния валки и трелевки на подрост эти операции нельзя отрывать друг от друга [2].
Рациональная валка хлыстов которая часто рекомендуется в лесоводственной литературе для обеспечения сохранения максимального количества подроста, не принесет никакого эффекта, если будет проводить без учета направления трелевки. В этом случае трелевочные механизмы и хлысты при частых разворотах в процессе трелевки уничтожат и повредят почти весь подрост, сохранившийся в процессе валки леса.
Наибольшее количество подроста погибает на лесосеках при отсутствии предварительной наметки трелевочных волоков и разбивки лесосек на пасеки, а также при валке леса без учета направления трелевки. На Дамбовском механизированном лесопункте (Карело-Финская ССР) при заготовке электропилой и трелевке автокраном (одна из разновидностей тросовой трелевки) на лесосеке, где отсутствовала предварительная наметка волокон и проводилась бессистемная валка, сохранилось при летней заготовке 13,2% подроста, тогда как на лесосеке с предварительной наметкой волоков сохранилось 36% подроста (в том и другом случае высота подроста 0,3 - 1,0 м).
Ширина лент (пасек) также может существенно влиять на количество сохранившегося подроста.
Размер и степень повреждений подроста зависят от его высоты и возраста. При валке и трелевке леса меньше всего повреждается мелкий подрост (0,5 - 0,7 м), так как благодаря гибкости его стволику легче уклоняются от грубых механических повреждений электрокабелем. Кроме того, на стволиках мелкого подроста, имеющих небольшую толщину, получаются небольшие раны (по абсолютной величине), которые при быстром росте подроста после его оправления хорошо просмаливаются и в короткий срок - в течение 1 - 5 лет - зарастают. У крупного подроста, тонкомера и взрослых деревьев легче получаются крупные обдиры, поломы. Крупные раны на них зарастают лишь по истечении довольно значительного времени, поэтому в большинстве случаев загнивают [2].
Отсутствие увязки направления валки с трелевкой, плохая подготовленность волоков и другие организационные неполадки приводят при летних заготовках к растаскиванию по лесосеке порубочных остатков, которые при валке леса обычно укладываются в кучи. Значительная часть их вместе с трелюемой древесиной переносится к складу, что усиливает пожарную опасность. Скопление порубочных остатков на части площади лесосек уменьшает значение их очистки как мероприятия, способствующего лесовозобновлению.
Технологические схемы рубок на основе лесозаготовительной техники
Механизация всех звеньев лесозаготовительного процесса, обеспечивающая высокую производительность труда, возможна пока еще не при всякой рубке. Широкое практическое применение ее связано главным образом с концентрированными и отчасти сплошнолесосечными рубками. За последнее время усилился интерес к механизации лесозаготовок также при постепенных и выборочных рубках. Но даже при сплошных концентрированных рубках все еще не достигнута полная автоматизация лесозаготовок.
В настоящее время на трелевке леса применяются созданные в нашей стране трелевочные тракторы КТ-12. Обладая хорошей проходимостью, меньшим удельным давлением, большой маневренностью, способностью подтаскивать хлысты в полуподвешенном состоянии, трактор КТ-12 в значительной степени уменьшает те вредные воздействия на подрост и почву, которые создавались сельскохозяйственными тракторами. Преимущества трактора КТ-12 создают возможность при очень небольших затратах рабочей силы менять расстояния между трелевочными волоками, а следовательно, регулировать влияние трелевки на процессы лесовозобновления [1].
При движении порожнего трактора по лесосеке и, особенно, с грузом, а также при подтаскивании древесины лебедкой к трактору происходит сдирание подстилки, перемешивание ее с минеральными горизонтами почвы, изменение физических свойств, почвы и т. д.
Степень воздействия трелевки на почву зависит от механического состава почвы, ее влажности в период трелевки, типа леса, рельефа, захламленности и ряда других особенностей лесосеки. В одних и тех же условиях лесоводственное значение изменений почвы зависит от числа рейсов трактора по одному следу.
На подзолистых, глинистых и суглинистых мокрых почвах в долгомошниках и в дождливый период на суглинистых влажных в черничниках не происходит перемешивания подстилки с минеральными горизонтами почвы; под тяжестью трактора и древесины подстилка вдавливается в почву и на поверхность волока выступает вода, которая не пересыхает почти все лето.
В кисличниках, черничниках на подзолистых, суглинистых и супесчаных свежих почвах при прохождении трактора 5 - 8 раз по одному следу на волоке образуется смешанный горизонт из перетертого живого покрова, подстилки и верхних минеральных горизонтов почвы. На песчаных почвах в беломошниках такой горизонт образуется при прохождении трактора всего 2 - 3 раза по одному следу. Мощность смешанного горизонта колеблется от 2 до 8 см и зависитотсостава травяного покрова, подстилки, механического состава, минеральных горизонтов почвы и т. д.
Вновь созданный горизонт обладает благоприятными физическими свойствами для лесовозобновления, повышенным содержанием органического углерода и азота по сравнению с минеральными горизонтами почвы. Отношение углерода к азоту, а также степень кислотности этого горизонта меньше, чем в горизонте А0. Смешанный горизонт, образовавшийся из подстилки и минеральных горизонтов свежих грубогумусных почв, которые вообще обладают слабой способностью к нитрификации, показывают значительно большее накопление нитратного азота, чем подстилка, не затронутая трелевкой [2].
По мере увеличения числа рейсов трактора по одному следу волок углубляется и на боковой его части создается возвышение - “валик” из органических остатков и минеральной части почвы. Физические свойства почв на таких волоках резко ухудшаются по сравнению с почвой лесосеки, не затронутой трелевкой. Смешанный горизонт состоит из раздробленных, перетертых трелевкой частиц и лишен структуры. При выпадении даже небольшого количества осадков он расплывается в жидкую грязь. Слои почвы, лежащие ниже смешанного горизонта, сильно уплотнены, общая и некапиллярная скважность почвы значительно меньше соответствующих горизонтов лесосеки.
При одном и том же числе рейсов тракторапо одному следу наибольшие изменения физических свойств почвы наблюдаются у суглинистых и глинистых почв, наименьшие - у супесчаных и песчаных.
Магистральные волоки, образованные в результате слияния рядя пасечных волоков, имеют значительно большую ширину (до 4,0 - 4,5 м) и глубину (до 0,5 м). Под смешанным горизонтом таких волоков лежит непосредственно сильно уплотненный горизонт В и даже горизонт С. На глубоких волоках с сухой почвой возрастает количество и сила заморозков, на тяжелых суглинистых почвах дно таких волоков почти все лето покрыто водой.