При каком технологическом процессе лесозаготовок происходит сильное нарушение целостности почвы
ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН НА ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Ермичев В.А., Лобанов В.Н., Кривченкова Г.Н., Артемов А.В.
(БГИТА, г. Брянск, РФ)
The article shows the negative influence of the caterpillar forest machines on the soil, following which the vegetable cover and topsoil is destroyed, the ground is compacted, the roots of plants are damaged.
Перемещающиеся по лесосеке гусеничные трелевочные машины оказывают существенное воздействие на почву. Общая площадь поранений почвенно-растительного покрова при трелевке составляет 10. 75% площади лесосеки [2].
На волоках с большим числом рейсов трактора лесорастительные свойства почвы заметно ухудшаются. В настоящее время на лесозаготовках применяется тракторная трелевка тяжелыми тракторами с канатно-чокерной и бесчокерной (с манипуляторами и захватами) оснасткой на базе тракторов ТДТ-55 и ТТ-4.
В таблице по данным А.В. Письмерова [2], показано, как при тракторной трелевке происходит нарушение почвенного покрова: выделенные категории поранения почвенного покрова значительно различаются уплотнением верхних горизонтов почв в зависимости от количества рейсов трактора. Особенно сильно уплотняется почва в колее волока с увеличением количества рейсов трактора, что влечет за собой, снижение водопроницаемости и развитие линейной эрозии почвенно-растительного покрова. При бессистемной тракторной трелевке за комель хлыстов с кронами в сильной степени повреждается почвенный покров на 40% площади лесосеки и на 90% уничтожается еловый подрост [2].
Категория поранения почвы при трелевке
Изменение плотности почвы (г/см 3 ) в зависимости от количества рейсов трактора с возом
I — неповрежденная почва
II — волок, закрытый порубочными остатками
III – минерализованный волок
IV — колея волока
При существующей технологии лесосечных работ комплектом многооперационных машин почти полностью уничтожается подрост и разрушается весь почвенно-растительный покров.
В бесснежный период при разработке лесосек с помощью действующей системы лесосечно-транспортных машин происходит перенос, перемещение и уплотнение верхних горизонтов почвенно-растительного покрова. Поверхность почвы в значительной степени минерализуется на 50-90% площади лесосеки. Площадь, занятая волоками, достигает 40% площади лесосеки.
Значительным изменениям подвергаются водно-физические свойства почвенно-растительного покрова. Плотность почвенно-растительного покрова на пасечных волоках увеличивается в 1,5. 2,0 раза, водопроницаемость снижается в десятки и сотни раз [1].
Трелевка деревьев за комли бесчокерными трелевщиками вызывает сильное изменение микрорельефа поверхности почвенно-растительного покрова лесосеки. В месте разворота трактора образуются микроповышения, занимающие в среднем четвертую часть площади лесосеки. Микропонижения создаются на волоках и составляют более 40% площади.
Поверхность почвы в процессе трелевки сильно минерализуется в результате сдирания лесной подстилки, перемешивания ее с минеральными горизонтами почвенно-растительного покрова или вдавливания в почву. Без учета площади погрузочных площадок, занимающих до 50% площади лесосеки, площадь с сильноминерализованной поверхностью лесосеки составила около 60%. В целом, по всей площади лесосеки минерализованная в разной степени поверхность почвенно-растительного покрова составляет 85% [1].
Почвы влияют на интенсивность роста деревьев и качество древесины.
Сами корни делают почву более структурной. После прорастания корня в почве, она становится более разрыхленной, обеспечивая доступ воздуха к корневым волоскам. Вместе с углекислотой корни выделяют в окружающую среду сложные соединения, аминокислоты, ростовые вещества. Это привлекает почвенные микроорганизмы. Почва оказывает большое влияние на развитие и разрастание систем деревьев. такие породы, как сосна, береза, осина, имеют глубокие корневые системы, ель укореняется поверхностно. Корни ели усиленно разрастаются в горизонтальном направлении и поэтому, как было отмечено, особенно подвержены повреждениям при движении техники в лесу.
Независимо от глубины стержневых крупных корней основная масса всасывающих корешков и корневых окончаний расположена в верхнем слое почвы, поскольку он обладает лучшими физическими свойствами, содержит основное питание и обеспечивает достаточный подвод кислорода к корешкам за счет наличия почвенных пор.
Если почва не уплотнена, то корневые ходы, трещины и другие внутрипочвенные полостные образования способствуют усиленному развитию корней и обеспечивают их прирост [4].
Уплотнение почвы в большей мере отрицательно влияет на развитие мелких корней деревьев, концентрация которых в гумусном слое 200-500 м/м 2 . Мелкими являются корни, диаметр которых равен 10 мм и меньше. Количество таких корней составляет более 93% от всей корневой системы, а зона их распространения вокруг ствола достаточно обширна. Если у 20-летнего дерева радиус корневой системы равен в среднем 1,7 метра, то у 40-летнего дерева он составляет около 3 метров, а в 60 лет – уже более 4 метров.
Установлено, что статическое давление машины на почву более 80 кПа препятствует развитию мелких корней, а при давлении на почву 30-50 кПа их рост может быть затруднен. Давление на почву 90 кПа уменьшает рост молодняков на 15% в течение 3-4 лет после воздействия [4].
Современные технологии разработки лесосек предусматривают многократные проходы машин по ней. Вследствие этого площадь лесосеки подвергается за сезон двух. четырехкратному воздействию ходовых систем, а отдельные участки лесосеки восьми. шестнадцатикратному [ 3 ] .
Увеличение давления на почву и числа проходов движителей машин по лесосеке поставили перед лесоводами серьезную проблему переуплотнения почв, которая с каждым годом становится все острее. Причем переуплотнение почв происходит не только в верхнем, но и на глубине 40-50 см.
В результате этого корневая система растений формируется в пределах почвообрабатывающего слоя (25. 30 см), содержание влаги в котором неустойчиво, что в значительной степени отражается на продуктивности растений и деревьев. Наиболее общим показателем физического состояния почвы и плодородия является ее плотность. Последствия уплотнения почвы движителями тракторов определяются характеристиками почвы во время воздействия на нее и главным образом максимальным контактным давлением. Связано это с тем, что высокое контактное давление деформирует структуру почвы, отдельные ее агрегаты, пористость которых обработкой почвы и ее рыхлением не восстанавливается.
Таким образом, подходя к выбору движительных систем, обеспечивающих предельно допустимые нагрузки на почвенно-растительный покров и принцип маневрирования (поворота), следует исходить из требования сохранения целостности почвенно-растительного покрова и особенно его важнейшего компонента — лесной подстилки.
1. Шумаков В.С. Некоторые особенности физических свойств лесных почв. Сб. «Научные работы по лесному почвоведению». – М.: Лесн. промышленность, 1973, с. 4-22.
2. Письмеров А.В., Ханбеков Р.И. Влияние механизированных лесозаготовок на изменение почвенного покрова в лесах Уфимского плато /Горные леса Южного Урала. – Уфа: Башкирское книжное издательство, 1971, с. 60-64.
3. Куляшов А.П., Колотилин В.Е. Экологичность движителей транспортно-технологических машин. – М.: Машиностроение, 1993, 286 с.
4. Герасимов Ю.Ю., Сюнев В.С. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок. – Изд-во университета Йоэнсуу, 1998. – 178 с.
Источник
При каком технологическом процессе лесозаготовок происходит сильное нарушение целостности почвы
Утверждены
приказом Федеральной службы
лесного хозяйства России
от 29 ноября 1993 года N 314
ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ
ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ
Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных работ подготовлены Федеральной службой лесного хозяйства России на основе проекта, разработанного ВНИИЛМ с учетом результатов исследований и предложений отраслевых и академических НИИ и ВУЗов России, а также зарубежной информации и производственного опыта. Они предназначены для научно-исследовательских, проектных, конструкторских, производственных организаций и предприятий, разрабатывающих технологические процессы лесосечных работ и создающих лесозаготовительные машины. Лесоводственные требования должны использоваться также при разработке региональных правил и других документов, регламентирующих проведение рубок главного пользования.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных работ разработаны, исходя из требований Основ лесного законодательства Российской Федерации и Основных положений по рубкам главного пользования в лесах Российской Федерации.
1.2. Лесоводственные требования являются обязательными при составлении региональных Правил рубок главного пользования, разработке технологических процессов лесозаготовок и конструировании машин для лесосечных работ.
1.3. Выполнение лесоводственных требований при разработке технологических процессов, создании новых машин и осуществлении лесосечных работ должно обеспечивать экологизацию лесозаготовок, сохранение молодого поколения леса, формирование благоприятных условий для успешного естественного и искусственного возобновления леса.
1.4. В целях предотвращения развития эрозионных процессов, ухудшения водно-физических свойств почвы и ее плодородия, а также водоохранных и защитных свойств леса, необходимо разрабатывать и использовать на лесосечных работах в летний период (при непромерзшем грунте) машины, не оказывающие сильных отрицательных воздействий на почву, с удельным давлением при нормальной нагрузке в рабочем режиме не более 70 КПа для гусеничных и 150 КПа для колесных движителей.
1.5. Технологические процессы лесосечных работ должны разрабатываться с таким расчетом, чтобы при выполнении каждой рабочей операции и всего их комплекса в целом в нормальном производственном режиме при соответствующих видах рубок исключались недопустимые отрицательные воздействия на все элементы биогеоценозов.
1.6. Положения и нормативы Лесоводственных требований должны использоваться для оценки пригодности (возможности и целесообразности использования) машин и технологии на лесосечных работах при различных способах рубок главного пользования в определенных природных (типологических) условиях и с учетом сезонов года. Предпочтение при выборе следует отдавать тем лесозаготовительным машинам и технологиям разработки лесосек, прошедшим в установленном порядке государственную экологическую экспертизу, при которых комплексные затраты труда и средств на заготовку древесины, возобновление и выращивание леса будут наименьшими, а лесорастительная среда будет лучше сохранена и потребуется меньше средств на осуществление природоохранных и лесовосстановительных мероприятий.
1.7. Лесоводственные требования к технологии лесосечных работ на каждой лесосеке разрабатываются в соответствии с Лесоводственными требованиями, содержащимися в региональных правилах рубок, и указываются в лесорубочном билете, выписываемом на каждую лесосеку, и в технологической карте, являющейся основным руководящим документом при проведении лесосечных работ.
В технологической карте указываются: принятая технология и сроки проведения лесосечных работ, схемы размещения лесовозных дорог, усов, волоков (технологических коридоров), погрузочных пунктов, складов, стоянок машин и механизмов, объектов обслуживания и объектов, указанных на чертеже, прилагаемом к лесорубочному билету, площадь, на которой должны быть сохранены подрост и деревья второго яруса, процент их сохранности, меры по предотвращению эрозионных процессов.
Разработка лесосек должна производиться в строгом соответствии с утвержденными технологическими картами.
1.8. До начала лесосечных работ должна быть произведена разметка в натуре границ погрузочных пунктов, трасс канатных установок, магистральных и пасечных волоков, дорог, производственных и бытовых площадок.
Для размещения погрузочных пунктов, других производственных и бытовых площадок, а также технологической сети волоков, в первую очередь должны использоваться места с минимальным количеством подроста и деревьев других ярусов, подлежащих сохранению при рубке. Прокладка волоков по руслам постоянных и временных водотоков не допускается.
1.9. Общая площадь под погрузочными пунктами, производственными и бытовыми объектами должна быть по возможности наименьшей и составлять от общей площади лесосеки величиной свыше 8 га не более: 5 % при сплошных рубках с последующим возобновлением, 4 % при постепенных и сплошных с сохранением подроста и 3 % при выборочных рубках. На небольших лесосеках площадью 8 га и менее погрузочные пункты могут занимать площадь: при сплошных рубках с последующим возобновлением до 0,40 га, с предварительным, а также постепенных не более 0,30 га, выборочных — не более 0,25 га. Хранение древесины на погрузочных пунктах и складах осуществляется в соответствии с требованиями «Санитарных правил в лесах Российской Федерации».
1.10. Прокладка технологических коридоров (волоков) должна осуществляться по визирам с максимальным использованием промежутков между оставляемыми деревьями (и подростом) при плавном отклонении от прямой и вырубке для этих целей минимально необходимого количества деревьев (в т.ч. подроста) с таким расчетом, чтобы расстояние между деревьями, ограничивающими волок с обеих сторон (ширина волока), было 5 м. Примыкание пасечных волоков (коридоров) к магистральным осуществляется плавно по дуге в соответствии с углом поворота.
Длина пасечных волоков — максимальное расстояние трелевки по ним в летний бесснежный период (при непромерзшем грунте), не должна превышать в лесах первой и второй групп 250 м, в лесах третьей группы — 300 м. В других условиях (в зимний период при промерзшем грунте) длина волоков может увеличиваться до 500 м.
Общая площадь волоков (коридоров) должна составлять при сплошных рубках с последующим возобновлением не более 20 %, при выборочных, постепенных и сплошных с сохранением подроста — не более 15 % от площади лесосеки. На сплошных рубках, проводимых с применением агрегатной техники, в качестве исключения допускается увеличение площади волоков до 30 % от площади лесосеки.
В равнинных условиях повреждения почвы с образованием колеи глубиной свыше 10 см, протяженностью более 3 % длины пасечного волока и более 5 % магистрального, как правило, не допускаются. В горных и других условиях (в т.ч. в районах с многолетней мерзлотой) при опасности возникновения и развития эрозионных и других негативных последствий повреждения почвы с образованием колеи не допускаются.
В условиях, где образование колеи не ведет к существенным отрицательным последствиям — повреждению корневых систем выращиваемых деревьев и подроста, ухудшению возобновления целевых древесных пород и роста древостоев, снижению защитных, водорегулирующих и других природоохранных функций леса (чаще при сплошных рубках с последующей подготовкой почвы и посадкой лесных культур), ограничения по повреждению почвы с образованием колеи могут снижаться органами лесного хозяйства.
1.11. При рубках в горных условиях ширина трасс для канатных установок устанавливается 10 м при расстоянии между ними, как правило не менее 250 м. Пасечные волоки закладываются по горизонталям, магистральные — к лесовозной дороге с соблюдением допустимых по правилам техники безопасности уклонов.
1.12. При разработке лесосек в летний период в группах типов леса с влажными и переувлажненными почвами любого механического состава, а также свежими суглинистыми почвами, трелевка древесины допускается только по волокам, укрепленным порубочными остатками.
1.13. На тяжелых глинистых и суглинистых сырых и влажных почвах (долгомошные, черничные и сходные с ними группы типов леса) общий размер повреждения верхнего слоя почвы с минерализацией ее поверхности (смещением гумусового горизонта) не должен превышать 20 % площади лесосеки.
На сухих песчаных почвах (сосняки лишайниковые и сходные с ними группы типов леса), где сдирание подстилки приводит к ветровой эрозии почвы и затрудняет лесовосстановительные процессы, общий размер повреждения верхнего горизонта почвы с минерализацией ее поверхности не должен превышать 15 % площади лесосеки.
В горных условиях общий процент повреждения верхнего слоя почвы с минерализацией ее поверхности после завершения лесосечных работ не должен превышать 15 % площади лесосеки.
При проведении рубок в лесах, произрастающих на многолетне мерзлотных почвах, повреждение почвы с минерализацией ее поверхности не допускается.
Ограничения по минерализации поверхности почвы не устанавливаются в условиях, где она не является отрицательным последствием рубок, а также используется как мера содействия возобновлению леса (в брусничных и других группах типов леса).
1.14. В ранневесенний и позднеосенний периоды, а также летом при сильном переувлажнении почвы, когда принимаемые меры не предотвращают сильных повреждений ее, трелевка (транспортировка) древесины наземными техническими средствами (тракторами, машинами) не допускается.
1.15. Оптимальная высота пней, оставляемых при рубке деревьев, составляет не более 10 см от поверхности почвы на большей части лесосеки, за исключением площади волоков и погрузочных пунктов, где по технологическим требованиям деревья необходимо спиливать на уровне почвы.
В зависимости от вида рубки, способа возобновления, породного состава древостоя и других условий органами лесного хозяйства могут устанавливаться для всего или части древостоя (деревьев определенных пород и размеров) большие предельно допустимые высоты пней (до одной трети диаметра или других размеров), если наличие таких пней не будет мешать проведению лесовосстановительных работ и не ведет к другим отрицательным последствиям рубок.
1.16. После завершения лесосечных работ места погрузочных пунктов и других производственных и бытовых площадок должны быть приведены лесозаготовителями в состояние, пригодное для проведения лесовосстановительных работ (полное удаление древесины, в том числе используемой для настилов, порубочных остатков, выравнивание микрорельефа и другие мероприятия). Лесозаготовителями ликвидируются также на всей лесосеке последствия лесозаготовок, препятствующие возобновлению леса, а также проводятся мероприятия по предотвращению эрозии почвы.
1.17. Положения и нормативы лесоводственных требований дифференцируются по системам рубок и возобновления леса для равнинных и горных лесов.
2. СПЛОШНЫЕ РУБКИ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ВОЗОБНОВЛЕНИЕМ ЛЕСА
2.1. Для проведения сплошных рубок с последующим возобновлением леса должны применяться технологии и технические средства разработки лесосек, обеспечивающие сохранение лесорастительных свойств почвы, исключение технологических воздействий, ведущих к возникновению эрозионных процессов и заболачиванию вырубок, а также создание благоприятных условий для естественного возобновления, в т.ч. с мерами содействия ему, и проведения мероприятий по искусственному возобновлению.
2.2. На лесосеках, где планируется последующее естественное возобновление, в процессе лесозаготовок должна быть обеспечена сохранность источников обсеменения (семенников, семенных групп, куртин и полос), а также имеющегося на лесосеках в любом количестве жизнеспособного подроста целевых пород, используемого для возобновления вырубок в комплексе с последующим возобновлением.
2.3. Лесосеки, на которых требуется искусственное возобновление или проведение содействия последующему естественному возобновлению, после их разработки должны передаваться органам лесного хозяйства в состоянии, пригодном для проведения этих работ и применения необходимой лесохозяйственной техники.
Высота пней должна соответствовать установленной для данного участка с учетом способа и технологии лесовосстановления.
Порубочные остатки, мешающие проведению лесовосстановительных работ, необходимо сжечь или уложить в плотные параллельные валы (или кучи) шириной не более 3 м. Под порубочными остатками должно быть занято не более 15 % общей площади лесосеки.
3. СПЛОШНЫЕ РУБКИ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ВОЗОБНОВЛЕНИЕМ ЛЕСА
3.1. Для проведения сплошных рубок с предварительным возобновлением леса должны применяться технологии и технические средства разработки лесосек, обеспечивающие сохранение молодого поколения (подроста и деревьев второго яруса) и лесорастительных свойств почвы, исключение технологических воздействий, ведущих к возникновению эрозионных процессов, а также процессов заболачивания.
3.2. При отводе лесосек в сплошную рубку выделяются в особые делянки участки леса площадью более 1 га, на которых имеется подрост в количестве, достаточном для обеспечения возобновления хозяйственно ценных пород, и делянки, где требуются дополнительно естественное возобновление или восстановление леса, включая создание частичных лесных культур. В таблице 3.1 в числителе указано минимальное количество равномерно распределенного и группового жизнеспособного подроста на тех делянках, где можно обеспечить естественное возобновление вырубок без проведения лесовосстановительных мероприятий, а в знаменателе — количество используемого обычно для лесовосстановления подроста, при котором осуществляются дополнительные меры по возобновлению леса. При необходимости (в зависимости от конкретных условий) по решению органов лесного хозяйства для возобновления леса может использоваться жизнеспособный подрост, имеющийся под пологом и в меньшем (чем указано в таблице) количестве. На этих участках должна быть обеспечена сохранность подроста.
При пользовании таблицей для всех помещенных в ней показателей применяют следующие коэффициенты:
подзона южной тайги — 1,0
подзона средней тайги — 0,8
подзона северной тайги — 0,7
зона хвойно-
широколиственных лесов — 1,1
При наличии подроста разных высот его учет следует производить с распределением на указанные в таблице группы по высоте. При оценке успешности лесовозобновления общая обеспеченность деревьями молодого поколения разных высотных групп определяется по сумме процентов наличия их в каждой группе, рассчитанных от количества, указанного в таблице.
Если подрост смешанный по составу, оценка возобновления производится по целевым породам, соответствующим условиям произрастания.
Подрост кедра, а в горных лесах также подрост дуба и бука, подлежит учету и сохранению, как главная порода, при всех способах рубок, независимо от количества и характера его размещения по площади лесосеки и состава насаждения до рубки.
При групповом размещении подроста количество сомкнутых групп (с участием в каждой группе не менее 10 шт. мелких или 5 шт. средних и крупных жизнеспособных деревьев) на 1 га лесосеки должно быть не менее указанного в таблице 3.1.
3.3. На делянках с наличием подроста лесосечные работы производятся по технологиям с шириной пасек не менее 1,6 м. Передвижение машин допускается только по волокнам с разворотами в местах, где в примыкающих к ним местах нет подроста.
3.4. На избыточно-увлажненных почвах делянки с подлежащим сохранению жизнеспособным подростом и вторым ярусом, как правило, назначаются для разработки в зимний период. В летний период на лесосеках с повышенным увлажнением почв (долгомошные, сфагновые и другие группы типов леса) трелевка древесины допускается только по волокам, укрепленным порубочными остатками.
3.5. На лесосеках сплошных рубок с предварительным возобновлением по окончании всех лесосечных работ, включая очистку мест рубок и вывозку древесины, площадь пасек с сохранившимся подростом должна составлять не менее 75% от общей площади делянки (при применении агрегатной техники, как исключение не менее 65%). Сохранность подроста в технологических полосах (пасеках без волоков), в процентах от количества учтенного до рубки, должна составлять не менее 70%.
Сосна и Лишайниковые, ве- 8,0 6,0 4,0 —
лиственни- ресковые и другие ——- ——— ——— ——
ца близкие к ним ти- 2,0-8,0 1,5-6,0 1,0-4,0 —
пы леса, подзоли-
стые песчаные су-
хие почвы
Брусничные и бли- 5,0 3,0 2,5 600
зкие к ним типы ——- ——— ——— ——
леса. Средне- и 1,5-5,0 1,0-3,0 1,0-2,5 300
сильноподзолистые
песчаные и супес-
чаные почвы
Кисличники, чер- 6,0 4,0 3,0 500
ничники и близкие ——- ——— ——— ——
к ним типы леса. 1,5-6,0 1,0-4,0 0,5-3,0 200
Подзолистые, де-
рново-подзолистые
супесчаные и су-
глинистые почвы
Долгомошники, 4,0 3,0 2,0 400
сфагновые и бли- ——- ——— ——— ——
зкие к ним типы 1,0-4,0 0,5-3,0 0,5-2,0 200
леса. Подзолис-
то-глеевые, тор-
фяно-болотные,
суглинистые и
глинистые почвы
Ель и Кисличники, чер- 5,0 3,0 2,0 500
пихта ничники и близкие ——- ——— ——— ——
к ним типы леса. 1,5-5,0 1,0-3,0 0,5-2,0 200
Подзолистые, су-
песчаные и суг-
линистые почвы
Долгомошники, 4,0 3,0 2,0 400
сфагновые и бли- ——- ——— ——— ——
зкие к ним типы 1,0-4,0 0,5-3,0 0,5-2,0 200
леса. Торфянис-
то-глеевые, тор-
фянисто-болот-
ные, торфянисто-
подзолистые поч-
вы
Кедр Во всех типах ле- 1,5 1,0 0,5
са ——- ——— ———
0,5-1,5 0,3-1,0 0,2-0,5
Дуб и Во всех типах ле- 4,0 2,0 2,0
другие са ——- ——— ———
твердо- 1,5-4,0 1,0-2,0 0,5-2,0
листвен-
ные по-
роды
Источник