- •Высокоствольное, низкоствольное и среднее хозяйство
- •1.1.2. Географические системы лесоводства
- •1.1.3. Системы организации и ведения лесного хозяйства на зонально-типологической основе
- •1.2.1. Классификация рубок
- •1.2.2. Результаты сплошных рубок XX в.
- •2. Рубки главного пользования
- •2.1.1.Характеристика видов рубки
- •2.1.2. Организационно-технические элементы сплошных рубок
- •2.1.4. Адаптация подроста к условиям вырубки
- •2.1.5. Сплошные рубки с сохранением подроста и тонкомера
- •2.1.6. Оставление обсеменителей
- •2.1.7. Очистка лесосек как мера содействия возобновлению главных пород
- •2.1.8. Обработка почвы
- •2.1.9. Другие меры содействия лесовозобновлению
- •2.1.10. Рубка г.А. Корнаковского и другие сплошные рубки в широколиственных насаждениях
- •Лесовозобновление после сплошных рубок в хвойных насаждениях
- •2.1.12. Сплошные рубки в мелколиственных древостоях и лесовозобновление
- •2.1.13. Изменение лесорастительной среды в результате концентрированных рубок
- •2.1.14. Лесоводственная оценка насаждений, возникших на месте концентрированных рубок
- •2.1.15. Меры ослабления отрицательного воздействия концентрированных рубок
- •2.2.1. Возникновение равномерно-постепенных рубок
- •2.2.2. Исторический опыт равномерно-постепенных рубок в сосняках
- •2.2.3. Упрощенно-постепенные рубки д.М. Кравчинского
- •2.2.4. Современные организационно-технические элементы равномерно-постепенных рубок
- •2.2.5. Равномерно-постепенные рубки для возобновления ели
- •2.2.6. Равномерно-постепенные рубки в сосняках
- •2.2.7. Равномерно-постепенные рубки в твердолиственных древостоях
- •2.2.8. Организационно-технические элементы группово-постепенных рубок
- •2.2.9. Группово-постепенные рубки в рекреационных ельниках
- •2.2.10. Группово-постепенные рубки в дубравах
- •2.2.11. Групповые рубки в сосняках
- •2.2.12. Длительно-постепенные рубки
- •2.2.13. Полосно-постепенные рубки
- •2.2.14. Зарубежный опыт постепенных рубок
- •2.3.Главные выборочные рубки
- •2.3.1. Общая характеристика видов рубки
- •2.3.2. Закономерности развития выборочных рубок в странах мира
- •2.3.3. Из опыта подневольно-выборочных рубок в России
- •2.3.4. Добровольно-выборочные рубки в разновозрастных ельниках
- •2.3.5. Добровольно-выборочные рубки в других древостоях
- •2.3.6. Промышленно-выборочные рубки в разновозрастных лесах
- •2.3.7. Лесоводственные требования при выборочных и постепенных рубках
- •2.4. Сравнительная оценка различных видов рубок
- •2.4.1. Эффективность сплошных рубок с сохранением подроста по сравнению с последующими лесными культурами
- •2.4.2. Экономические достоинства постепенных рубок
- •2.4.3. Экономические показатели промышленно-выборочных рубок
- •2.4.4. Оценка добровольно-выборочных рубок
- •2.4.5. Производительность одновозрастных древостоев и разновозрастных ельников выборочного хозяйства
- •2.4.6. Выбор вида рубки после учета подроста и прогнозирования лесовозобновления, экологических последствий
- •3. Уход за лесом
- •3.1.1. Цель и задачи рубок ухода
- •3.1.2. Экономические предпосылки и биологические основы
- •3.1.3. Виды рубок ухода
- •3.1.4. Организационно-технические элементы
- •3.1.5. Программы рубок ухода
- •3.1.6. Методы рубок ухода
- •3.1.7. Коридорный метод а.П. Молчанова и другие тульские рубки ухода за дубом
- •3.1.8. Способы рубок ухода
- •3.1.9. Рубки ухода за хвойными породами
- •3.1.10. Рубки ухода за широколиственными породами
- •3.1.11. Рубки ухода в мелколиственных древостоях
- •3.1.12. Особенности рубок ухода в лесах различного целевого назначения
- •3.1.13. Лесоводственные и энергосберегающие требования к механизированным рубкам ухода
- •3.1.14. Машины и технологии на осветлениях и прочистках
- •3.1.15. Механизация прореживаний и проходных рубок
- •3.1.15. Блочный метод организации рубок ухода
- •3.1.18. Экономическая эффективность рубок
- •3.1.19. Закладка пробных площадей на рубки ухода
- •3.1.20. Опыт экспериментальных рубок ухода в России
- •3.1.21. Зарубежный опыт рубок ухода
- •3.2.1. Свойства важнейших арборицидов
- •3.2.2. Внесение велпара в почву
- •3.2.3. Обработка арборицидами пней
- •3.2.4. Инъекция арборицидов в стволы деревьев
- •3.2.5. Опрыскивание крон
- •3.2.6. Меры предосторожности
- •3.2.7. Последствия химухода
- •3.3.1. Классификация лесопарковых ландшафтов
- •3.3.2. Общие принципы пейзажных выборочных рубок
- •3.3.3. Особенности рубок формирования пейзажей в хвойных насаждениях
- •3.3.4. Особенности рубок в лиственных древостоях
- •3.3.5. Формирование открытых пейзажей и опушек леса
- •3.4.1. Виды комплексных рубок
- •3.4.2. Проходные рубки д.М. Кравчинского
- •3.4.3. Рекомендации по рубкам переформирования в двухярусных берёзово (осиново) - еловых древостоях
- •3.4.4. Последующий отпад, прирост и лесовозобновление
- •3.4.5. Техническое качество древесины ели и экономическая оценка рубок
- •3.4.6. Комплексные рубки реконструкции
- •3.4.7. Комплексные рубки доращивания в разновозрастных древостоях
- •3.4.8. Комплексные рубки доращивания в осушенных лесах
- •3.4.9. Рубки доращивания в других древостоях
- •3.4.10. Комплексные рубки обновления
- •3.5.1. Санитарные рубки
- •3.5.2. Рубка сухостоя и уборка захламленности
- •3.5.3. Обрезка сучьев
- •3.5.4. Комплексный уход
- •3.5.5. Введение люпина
- •4. Пути комплексного решения проблемы продуктивности леса
- •4.1.1. Соотношение различных категорий земель для полноценной жизни человека
- •4.1.2. Ресурсный потенциал лесного ландшафта
- •4.1.3. Поле и почвозащитное значение леса
- •4.1.4. Водорегулирующая роль леса в пределах малого водосбора и другие гидрологические функции
- •4.1.5. Водоочищающая и пастбищезащитная роль
- •4.1.6. Классификация водоохранных лесов
- •4.1.7. Климатоулучшающее значение и другие воздействия леса на человека
- •4.1.8. Влияние рекреационной нагрузки на компоненты леса
- •4.1.9. Фазы дигрессии лесного биогеоценоза
- •4.1.10. Мероприятия, повышающие устойчивость лесов, и благоустройство территории
- •4.1.11. Использование радиоактивно загрязненных лесов
- •Контрольные вопросы и задания
- •4.2.1. Рациональное использование лесов и борьба с потерями
- •4.2.2. Воздействие на условия произрастания лесов
- •4.2.3. Ускорение восстановления и формирования леса
- •4.2.4. Введение высокопродуктивных устойчивых видов, форм и гибридов
- •4.3.1. Проблемы мирового лесного хозяйства
- •4.3.2. Устойчивое управление лесами
- •4.3.3. Трансформация лесов и оптимизация лесного фонда
- •4.4.4. Совершенствование практики рубок
- •Контрольные вопросы и задания
- •Адаптация подроста
- •Технологический коридор
Министерство образования Российской Федерации Брянская государственная инженерно-технологическая
академия
А.С.ТИХОНОВ
ЛЕСОВОДСТВО
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2002
УДК 630*2 (075)
Рецензенты: д-р с.-х. н ., проф. В.Ф.Цветков (Архангельский государственный технический университет), Институт леса НАН Беларуси.
Тихонов А.С., д-р с.-х. наук, проф., заслуженный деятель науки РФ. Лесоводство. Учебное пособие. СПб.: СПбЛТА, 2002 .
Представлено кафедрой лесоводства и защиты леса БГИТА.
В пособии сообщаются сведения о теории и практике рубок главного пользования, рубок ухода, комплексных и прочих рубок, другие мероприятия по уходу за лесом, пути комплексного решения проблемы продуктивности и общие проблемы современного лесоводства. В основном содержание пособия соответствует примерной программе дисциплины «Лесоводство « по специальности «Лесное хозяйство».
Ил. . Табл. . Библиогр.: назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Дисциплина «Лесоводство» в последнее десятилетие XX в. была отделена от «Лесоведения», поскольку лесоведение стало теоретической базой ряда других специальных дисциплин (лесных культур, лесной пирологии, лесомелиорации ландшафтов). В свою очередь лесоводство было развито на частных теориях по главным рубкам, раскрыты экологические основы рубок ухода. Поэтому объединение лесоведения и лесоводства Государственным образовательным стандартом 2000 г. в одну дисциплину «Лесоводство» произошло формально для сокращения изучаемых студентами дисциплин. Каждое из них на срок действия стандарта получило статус поддисциплины с отдельной учебной программой, самостоятельным зачетом и экзаменом. Данное учебное пособие раскрывает содержание второй поддисциплины.
Следует заметить, что Г.Ф.Морозов, создав лесоведение в виде своего всемирно известного «Учения о лесе», видел будущее лесоводство как «изучение методов преобразования лесоводственной действительности для удовлетворения народно-хозяйственных потребностей» (1914, с. 5).
В учебном пособии не только соблюдено традиционное изложение лесоводственных систем, но для каждого вида рубки обоснована система организационно-технических элементов. В главных рубках углублена их суть - качество лесовозобновления. Расширены особенности рубок ухода за каждой главной породой. Новые виды рубок получили определенное место в классификационной схеме. Четко определены отличительные признаки каждого вида рубок леса, что облегчает их познание студентами. Только изучив экологические последствия различных рубок главного пользования и задачи пейзажных (ландшафтных) рубок, студент способен воспринять пути использования экологических свойств (водоохранных защитных, санитарно-гигиенических).
Поэтому расположение учебного материала в пособии имеет некоторые отличия от учебника «Лесоводство» И.С.Мелехова (1989). Студенты вначале изучают не выборочные рубки, а наиболее распространенные сплошные. Убедившись в недостатках некоторых видов сплошной рубки, студенты с большим вниманием изучают постепенные, а затем выборочные рубки, совершенствование которых еще продолжается, а применение на производстве носит внедренческий характер. Так что, будущим выпускникам надо сохранить знания лесоводства для совершенствования рубок леса, чтобы лесное хозяйство своей страны поднять на европейский уровень.
Для изучения лесоводства студент должен освоить такие дисциплины, как геодезию, биологию лесных птиц и зверей, лесную селекцию, почвоведение, лесную фитопатологию и энтомологию, таксацию леса, механизацию лесохозяйственных работ с основами технической механики, лесоведение. Знания лесоводства необходимы при изучении лесоэксплуатации, лесоустройства, лесомелиорации ландшафтов и экономики производства.
ВВЕДЕНИЕ
Как не обширны леса России, но вблизи любого города или деревообрабатывающего предприятия нет в достаточном количестве требуемой древесины, так как в прошлом вели не обоснованные в лесоводственном отношении рубки. Известная в Западной Европе в ХIII в. связь рубки с лесовозобновлением, выраженная Г.Ф.Морозовым тезисом - «рубка и возобновление леса были синонимами» не соблюдалась. В этом тезисе заложена высшая степень постоянства пользования, когда на смену, срубленному лесу подрастает не вообще приспевающий лес, а лес из требуемых народному хозяйству древесных пород.
Формально еще в 1977 г, «Основами лесного законодательства Союза ССР и союзных республик» требовалось даже в лесах III группы вести рубки «способами, направленными на эффективную эксплуатацию лесов и способствующими восстановлению их хозяйственно-ценными древесными породами» (ст.23). Действующим же «Лесным кодексом Российской Федерации» 1997 г. требуется лишь «своевременное восстановление этих лесов», в отличие от II группы, где «рубки главного пользования проводятся способами, направленными на восстановление ценных пород деревьев» (ст. 114). Как видим, в лесах III группы, а это район основных лесозаготовок, еще узаконено восстановление осинников осиной, березняков березой, но не сосной, кедром, лиственницей, как ценными породами.
Лесоводство же научит студентов восстанавливать лес главными (хозяйственно ценными) породами по-морозовски «во время производства» главных рубок «или следом за ними». Идеалом при этом будет достижение естественное возобновление главных пород с помощью мер содействия этому процессу. Это предполагает знание потенциала каждой породы в самовозобновлении, т.е. особенностей семеношения, экологических свойств вида, биологических возможностей роста в первые годы.
Естественные леса более устойчивы, чем лесные культуры, особенно если они высокополнотны, и имеют смешанный состав или разновозрастны. Поэтому в данном учебном пособии все излагается, исходя из принципа сохранения устойчивости лесов. Она достигается не только правильным выбором состава пород при рубке и лесовозобновлении, но и экологически обоснованным процессом лесовыращивания.
Ведущее значение в лесовыращивании имеют рубки ухода. Это - повседневное для лесничего сложное лесохозяйственное мероприятия и по теории взаимоотношений между растениями, и по трудоемкости работ, и в достижении соответствующего их качества с применением средств механизации.
Если по рубкам ухода достаточно литературы и практического опыта, то малоизвестны новые рубки переформирования. обновления, реконструкции и др. Здесь успех определяется формированием своеобразного экологического мировоззрения, поскольку эти рубки надо проводить в особо экологически значимых лесах, где рубки главного пользования запрещены.
Лесоводство раскрывает и другие меры ухода за лесом. В пределах малого водосбора и географического ландшафта в данном учебном пособии обосновывается использование экологических свойств леса, особенно в горных лесах.
Как в любой дисциплине (науке) есть проблемные вопросы, по которым накоплено мало научных сведений, но представление о них необходимо современному инженеру лесного хозяйства.
Таким образом, лесоводство - наука об изменениях природы леса под влиянием рубок, о теории и практике воспроизводства лесов и рациональном использовании их.
В результате изучения лесоводства студент как минимум должен знать:
классификацию рубок леса, и организационно-технические элементы каждого вида рубок;
закономерности лесовозобновления после различных видов главных рубок;
технологии лесосечных работ, обеспечивающие сохранение подроста, средневозрастного тонкомера, почвы и водотоков;
лесоводственные и экологические последствия различных методов рубки и лесовозобновления;
лесоводственные требования к машинам и технологиям рубок, к объектам химухода;
расчеты по экономической эффективности рубок с менее трудоемкими мерами содействия лесовозобновлению;
все виды рубок в рекреационных лесах;
технологические энергосберегающие процессы ухода за лесом и особенности рубок ухода в насаждениях различных пород;
организацию экспериментальных рубок ухода;
ресурсный потенциал географического ландшафта и водорегулирующую роль насаждений в отдельных частях малого водосбора;
пути повышения устойчивости, продуктивности и биоразнообразия лесов, их природоохранных и оздоровительных функций
и должен владеть:
дифференцированной системой рубок воспроизводства древесных ресурсов;
блочным способом организации рубок ухода, обеспечивающим энергосбережение;
владеть навыками проектирования рубок и отбора деревьев;
методами осуществления технического контроля за рубками ухода
.
I. ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ РУБОК
I. I. Л е с о в о д c т в е н н ы е с и с т е м ы
Лес является сложной открытой биологической системой. Он играет заметную роль в биопродукционных процессах нашей планеты, служит источником различного природного сырья, строительных материалов, топлива, продуктов питания и кормов. IX Мировым лесным конгрессом (июль, 1985г.) было признано сохранение и усиление почвозащитных и других полезных свойств леса не менее важным, чем получение лесной продукции. При этом водосбор принят как первичная единица природопользования.
В «Лесном кодексе Российской Федерации» (1997 г.) предусматривается рациональное использование лесосырьевых ресурсов, усиление природоохранный свойств лесов I группы в интересах охраны здоровья людей. Реализация лесного закона возможна при разработке и осуществление системы лесохозяйственных мероприятий.
И.С.Мелехов в учебнике «Лесоводство» (1989) указал, что «системный подход в лесоводстве имеет две взаимосвязанные стороны: пространственно-территориальную и временную. Временная особенно специфична для лесоводства, имеющего дело с многолетними объектами. От зарождения или создания леса до его жатвы и воссоздания нового леса - длинный путь. И тем не менее он должен быть целенаправленным и управляемым на всех его этапах» [ , с.19].
Лесоводственные системы разнообразны: от систем мерзлотного лесоводства, немерлзлотного таежного, степного, и др. до частной системы, например, программы рубок ухода для выращивания конкретного лесоматериала определенной древесной породы.
Исторически в мире сложились три системы лесного хозяйства: высокоствольное, низкоствольное и хозяйство в среднем лесу.
Высокоствольное, низкоствольное и среднее хозяйство
Принято называть лиственные леса семенного происхождения высокоствольными, так как в них процесс лесовыращивания самый продолжительный (например, возраст главной рубки в семенных дубравах колеблется от 101 до 141 года) и стволы достигают высоких размеров.
Древостои порослевого возобновления (от пня) объединяют в низкоствольное хозяйство (возраст рубки в дубравах от 41 до 81года).
Учитывая постепенное уменьшение мощности корневой системы с каждой порослевой генерацией, а вместе с тем и высоты деревьев, и качества стволов, и устойчивости древостоя, «Основными положениями по лесовосстановлению» 1994 г «разрешается не более двух генераций для дуба и трех - для березы, липы, ольхи. Условно к высокоствольному хозяйству относят и порослевые древостои II класса бонитета и выше, а к низкоствольному и не семенные дубравы IV бонитета и ниже.
В степной зоне сплошные рубки в низкоствольных дубравах рекомендуется проводить в возрасте не старше 65 лет. В прирусловых порослевых дубравах возраст рубки понижается для максимального сохранения кольматирующих свойств леса до 41-50лет. Здесь возраст сплошной рубки установлен в черноольшаниках 51-60 лет, в белотополевниках - 41-45 лет, в осокорниках – 31-35 лет, в ветляниках - 26-50 лет. На русловом откосе следует применять в ветляниках очень короткие обороты рубки в 5-10 лет [ ].
Низкоствольное хозяйство эффективно на склонах балок и старых оврагов, для омоложение полезащитных полос. Выращивание порослевых дубрав может быть полностью направлено на заготовку из стволов дубильного экстракта в возрасте 15 лет. Много дубильных веществ в коре ивы прутовидной (9%), ивы трехтычинковой (16%), голые прутья которых используются для изготовления плетеных изделий. Их удобно выращивать в длительнозатопляемых местах, где при восстановительных рубках в 5-летнем возрасте получают с 1 га до 40-60 т абсолютно сухой фитомассы (Горобец, 1992). На суходольных плантациях прутья ивы срезают ежегодно осенью или весной до набухания почек.
Низкоствольное хозяйство имеет перспективу для выращивания топливной древесины. Эксперименты в США, Англии, Японии с платаном западным, тополями, вязом мелколистным и с ольхой красной показали, что при густоте до 100 тыс. особей и обороте рубки 1-7 лет средний годовой прирост надземной абсолютно сухой массы достигал 13 т/га, что на 10-30% выше производительности энергетических плантаций с первоначальной густотой 4-24 тыс.(Cannell,Smith, I980).
Для лучшего порослевого возобновления сплошные рубки следует проводить в осенне-зимний период, делая косой срез для стока воды и оставляя невысокий пень (5-10см) без обдиров коры. При длительном затоплении в поймах высота пней принимается с учетом опыта. При лесоэксплуатации на корье и лыко время рубки переносится на весну и начало лета, исключая время подъема пасоки. При поздней рубке, порослевые побеги могут не одревеснеть и погибнуть от осенних заморозков и морозов.
Доказано, что в дубравах высших классов бонитета низкоствольное хозяйство неэффективно, но в древостоях III-V классов бонитета производительность древесной массы, благодаря быстрому росту порослевых побегов, выше, чем в семенных дубравах. Однако порослевые стволы часто поражаются гнилью от пня, они кривые, из-за потери стержневого корня неустойчивы к засухе, недолговечны. Поэтому задачей лесоводства является перевод средне и высокобонитетных порослевых дубрав в семенные путем использования желудей в семенные годы или создания лесных культур с последующими частыми рубками ухода. На месте низкобонитетных дубрав с песчаными почвами создаются культуры сосны. Широко используется порослевое возобновление при рубке черноольшаников на обводненных почвах. Но и здесь с каждой генерацией производительность древостоев снижается. На других почвах надо решать проблему замены производных черноольшаников хвойно-широколиственными насаждениями.
При частном лесовладении для получения на небольшой площади лесоматериалов различных размеров прибегают к среднему хозяйству, когда при главных рубках, присущих низкоствольникам, оставляют на 1 га от 50 до 200 резервных лучших деревьев семенного происхождения для выращивания крупных лесоматериалов (в верхнем отрубе 26 см и толще). Под ними совершается несколько циклов лесовыращивания (оборотов рубки) с порослевым возобновлением от пня. Можно использовать корнеотпрысковое возобновление или от корневищ.
В каждую рубку из нового поколения отбирают лучшие деревья для доращивания и вырубают для нужд некоторые деревья 1 яруса, который имеет ступенчатую сомкнутость. Так, под деревьями дуба, ясеня, сосны, лиственницы выращивают вегетативные дуб, липу, лещину. В истории отечественного лесоводства при 16-летнем обороте рубки лещины заготовляли дров и материалов для нужд (изготовление обручей, на изгороди ) больше, чем в низкоствольной дубраве.
Примером среднего хозяйства являются рубки лесничего Л.М.Биткова (1986) в березово-осиновых древостоях, при которых осину вырубают в 30-40 лет, чтобы к моменту рубки фанерной березы получить новый урожай корнеотпрысковой осины.
Во Франции, где преобладает частное лесовладение, порослевое поколение выращивают в течение 20-40 лет. В виде «маяков» оставляют дуб, ясень, сосну, лиственницу и плодовые: орех, каштан, грушу. Обороты рубки верхнего яруса в 3-4, а иногда в 5-6 раз превышают оборот нижнего порослевого яруса.
Среднее хозяйство имеет место в Германии, Англии, Швейцарии, в тропических странах. Перспективным считается использование хвойных и широколиственных пород, потому что такое сочетание повышает плодородие почвы, обогащает биоразнообразием лесной биогеоценоз, имеет экономическое и эстетическое преимущество перед низкоствольным хозяйством ( Stewqrt, 1980).
Однако, по сравнению с высокоствольным хозяйством, при среднем снижается качество древесины резервных деревьев (маяков) из-за плохого очищения от сучьев, появления на стволах отдельных пород (дуба, ясеня, лиственницы) водяных побегов, повышенной сбежистости стволов. Возникает большая опасность гибели крупных деревьев от ветра (бурелом, ветровал, усыхание от обрыва корней при раскачивании стволов).
Поэтому среднее хозяйство в отдельных случаях переводят в высокоствольное. Выращиванию высокоствольных насаждений и посвящается дисциплина « Лесоводство».