Концентрированные рубки широко начали применять с 1936 г. в лесах Западной Сибири, Дальнего Востока и некоторых других районов (по запросам лесозаготовительной промышленности).
Концентрированные рубки широко применяют и в зарубежных странах: США, Канаде, Швеции, Финляндии, в небольших объемах в КНДР, КНР и Японии (Мелехов, 1966).
Наименее жесткие требования предъявляются при проведении главных рубок в лесах Ш группы, где концентрированные рубки допускаются практически во всех направлениях, расположенных в ле-сосырьевых базах лесной и деревообрабатывающей промышленности за исключением хвойных и твердолиственных древостоев на склонах крутизной более 10°. В закрепленных за лесозаготовителями лесах Ш группы концентрированные рубки допускаются в северной зоне при вывозке древесины по железной дороге в хвойных древостоях, произрастающих на склонах до 10°.
В большинстве случаев отмечается, что концентрированные рубки имеют как достоинства, так и недостатки.
К достоинствам данного способа сплошнолесосечных рубок относятся повышение, по сравнению с другими способами и видами рубок, эффективности капиталовложений при лесоэксплуатации; создание благоприятных условий для роста производительности труда; улучшений бытовых условий рабочих: возможности комплексной механизации, быстрого освоения перестойных насаждений без потери качества выращиваемой древесины и индустриализации лесовозобновления, в частности, создания культур, простота отвода лесосек.
К недостаткам следует отнести сильное изменение лесорастительной среды. Концентрированные рубки, разрывая сложные многофакторные взаимосвязи и взаимодействия компонентов растительного сообщества, в любом типе леса приводят к катастрофической смене лесного фитоценоза. В процессе рубки не только удаляется структурная часть фитоценоза (древостой), но и значительно нарушается. При этом самосев и подрост почти полностью уничтожаются, на значительной площади сдирается подстилка и перемешивается с верхним горизонтом почвы. Практически создаются новые лесорастительные условия, экологическое влияние бывшего леса утрачивается. Изменяется также сильно зооценоз (его состав), т.к. исчезают защитные факторы и становятся иногда новые ресурсы. Полное удаление древостоя, переработка нанорельефа и почвы, нарушение лесной подстилки, живого напочвенного покрова, подлеска, подроста и т.д. приводят к значительной динамике важнейших почвообразовательных процессов, аммонификации, нитрификации, наблюдается иное разрушение целлюлозы, разложение почвенного гумуса. Изменяется также структурная часть биоценоза – климат (атмосфера). Происходят резкие перемены температуры и влажности воздуха его движения и состава. Такие рубки вносят значительные изменения в природу леса, особенно в экологическую обстановку. Ведут к упрощению природной среды, уменьшению растительной массы, нарушению экологии в целом. Подобные рубки способствуют образованию малопродуктивных типов вырубок, приближающихся к травяным, лишайниковым, моховым биоценозам, слабо выполняющих экологические функции (Набатов Н.М. и др., 1991).
С удалением материнского полога резко меняются условия на вырубках: до 20 раз увеличивается приток солнечной радиации и освещенность, уменьшается относительная влажность воздуха, увеличивается скорость ветра, на вырубках отмечаются значительные перепады температур и изменение влажности корнеобитаемого слоя почвы. Резкое изменение экологической обстановки приводит к тому, что процесс естественного лесовосстановления растягивается порой на долгие годы, а территория вырубки на этот период не только утрачивает защитные функции, но и изымается из процесса выращивания. Проведение концентрированных рубок в лесах южной зоны может привести к задернению и даже остепнению вырубок, а в лесах северной зоны – к заболачиванию. На подобных вырубках велика опасность образования очагов вредных насекомых, особенно майского хруща, а при недостаточной очистке лесосек характерно резкое увеличение пожарной опасности.
Особенно большой вред приносят концентрированные рубки в разновозрастных насаждениях, т.к. по своей сути не отвечают природе таких насаждений. На лесных делянках, где неблагоприятный водно-воздушный режим (колеи, понижения) сначала поселятся влаголюбивые сфагнумы, кукушкин лен, пушица, иногда – кустарниковые ивы. Возобновление древесными породами в I десятилетие после вырубки здесь отсутствует. Поселение их идет только в межколейном пространстве и по обочинам волоков. В связи с большой плотностью почв и бедностью элементами питания на участках с разрушенным почвенным покровом в первые годы после поселения древесных пород наблюдается отставание их в росте. Корни поселившихся древесных растений не способны проникнуть в уплотненную почву, и самосев погибает при вымывании осадками и выжимании морозом (Серый В.В. и др., 1997).
Отрицательное влияние концентрированных рубок усугубилось механизацией лесозаготовок. Такие рубки в большинстве типов леса вызывают необходимость проведения дорогостоящих лесокультурных работ. Подобные рубки способствуют образованию малопродуктивных типов вырубок, утрачивают защитные функции, замедляют процессы старения естественного лесовосстановления. Однако при строгом соблюдении лесоводственных требований к технологии лесосечных работ на пологих склонах рубка не вызывает эрозионных процессов.
Сплошные концентрированные рубки изучали многие лесоводы: Ткаченко М.Е. (1931, 1939, 1935); Алексеев СБ. (1938, 1954, 1955); Молчанов А.А. (1957); Нестеров В.Г. (1954); Шиманкж А.Л. (1955, 1956); Побединский А.В. (1964, 1966, 1978, 1986, 1995); Мелехов И.С. (1966); Хлебодаров В.Н. (1977); Титов С.Д. (1991); Маслаков (Е.Л. (1964, 1981); Крылов Г.В. и др. (1975); Бех И.А. (1985); Луганский Н.А. (1991); Набатов Н.М. (1991); Обыденников В.И. (1996) и многие другие.
В связи с проведением концентрированных рубок Мелехов И.С. (1996) выделил ряд задач:
рациональное и полное использование древесины, включая лиственные и фаутные хвойные деревья;
борьба с недорубами, хранение заготовленной древесины, использование отходов и т.д.;
скорейшее полноценное облесение вырубок;
освоение части вырубаемых площадей для нужд сельского хозяйства; я а использование вырубок для охотничьего хозяйства;
перевод имеющихся вырубок в территории для промышленного и гражданского строительства;
борьба с заболеванием вырубок, с вредителями леса, усиливающими свое воздействие после рубок, охрана вырубок от пожаров и т.д.
2.2 Взаимосвязи условий местопроизрастания, технологий лесозаготовок и лесовосстановления на сплошных концентрированных вырубках
Биологической предпосылкой длительного существования таежных лесов является непрерывно протекающий процесс появления под их пологом молодого поколения – подроста. Относительно благоприятные условия для его существования и последующего выхода в верхний ярус создаются после начала естественного разрежения материнского древостоя.
В местообитаниях коренных еловых типов после их уничтожения рубкой, топорами или в результате других стихийных явлений открытые пространства занимают пионерные мягколиственные сообщества, под пологом которых спустя 25–30 лет селится ель.
Успех естественного возобновления на раннем этапе определяется наличием семян и состоянием «ложа» для их прорастания. В таежных лесах травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы, лесная подстилка препятствует появлению всходов хвойных по род, особенно сосны. Как показали многолетние опыты, под пологом соснового древостоя, не тронутого или разреженного вырубкой, самосев сосны не появляется.
В тайге появлению молодых всходов сосны способствуют устойчивые низовые пожары, которые появляются, например, в условиях Фенноскандии через 80–100 лет (Зябченко С.В.). Санников С.Н. (1997) отмечает, что пожары в сосняках повторяются циклически с интервалом 100 лет. Автор указывает, что уровни обсеменения сосны на гарях, вырубках вполне достаточны, составляя в прилегающей к ней 50-метровой полосе 23–30%, а в 100-метровой – 14–18%. В сосняках зеленомошных, по его мнению, после устойчивого пожара условия оптимальны для появления и развития всходов.
На рост молодого поколения сильно влияет световой режим. Характерно, что даже в редких древостоях с разомкнутым пологом корневые системы деревьев находятся в сомкнутом состоянии и сосредотачиваются в верхних горизонтах почвы, препятствуя развитию корневых систем подроста и формированию его подземной массы. И только в образовавшихся за счет отмирания отдельных деревьев больших окнах (5–10 м в диаметре) сосновое молодое поколение выходит в верхний ярус.
По данным Зябченко С.С. (1984), в Северной Финляндии хорошее возобновление происходит на 25% вырубок, удовлетворительное на 20%. В Швеции около 50% лесных площадей обеспечены естественным возобновлением (Ваrring, 1974) и лишь 7% площади на вырубках не покрыты лесом (Ingelog, 1973). На долю естественного возобновления в европейских странах приходится 10-25% возобновляемой площади лесов (Wolfgang, 1978). Автором отмечается, что естественное возобновление концентрированных вырубок в таежной зоне проходит успешно, но в большинстве лиственными породами. Лесоводы с давних пор стремились разумно использовать природные особенности лесов. Так, еще в 1831 г. Перелыгин П. в «Начертаниях правил лесоводов» наметил меры по сбережению подроста при рубке леса. Л.Н. Ясынов (1882), обобщив накопившийся опыт, подчеркнул важность сбережения подроста ценных пород. Турский М.К. (1894) призывал лесоводов беречь при рубке сосновый подрост в Ткаченко М.С. (1933) установил, а затем другие исследователи подтвердили, что сохранение подроста не только создает экономию трудовых и денежных затрат на лесовосстановление, но и сокращает период наступления эксплуатационной спелости древостоев на 20–40 лет.