авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального

образования «Санкт-Петербургская государственная

лесотехническая академия имени С.М. Кирова»

И.В. Григорьев

доктор технических наук, доцент

А.И. Жукова

кандидат технических наук

О.И. Григорьева кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Иванов инженер СРЕДОЩАДЯЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ЛЕСОСЕК В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Санкт-Петербург 2008 Рассмотрено и рекомендовано на заседании Научно-методического совета Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С.М. Кирова «23» октября 2008 г.

УДК 630* Григорьев И.В., Жукова А.И., Григорьева О.И., Иванов А.В. Средощадящие техно логии разработки лесосек в условиях Северо-Западного региона Российской Федера ции, СПб.: ЛТА, 2008. 174 с.

В монографии разработана координатно-объемная методика трассирования пу тей первичного транспорта леса, в различных природно-производственных условиях.

Разработана и исследована математическая модель, лимитирующая число проходов трелевочных систем по одному следу, исходя из условия улучшения лесной почвы.

Обоснованы принципы сохранения выделяемых ключевых биотопов на лесосеке. Рас смотрены вопросы сохранения подроста главных пород. Приведены результаты иссле дований по динамическому воздействию движителей лесозаготовительных машин на почво-грунты лесосек. Даны рекомендации по выбору систем машин и технологий раз работки труднодоступных лесосек.

Часть материалов получена при выполнении НИР по грантам в форме совмест ного финансирования Министерства образования РФ и Правительства Санкт Петербурга на тему «Обоснование способа трелевки и параметров трелевочных систем на базе различных типов трелевочных тракторов, для наиболее распространенных при родно-производственных условий РФ» - 2003 г., «Разработка системы машин и техно логии лесосечных работ ориентированной на последующее естественное лесовозобнов ление» - 2004 г.;

грантам Правительства Санкт-Петербурга «Разработка технических и технологических средств оптимизации технологической и экологической эффективно сти проведения сплошных рубок главного пользования лесом» - 2005 г., «Разработка научно-методических основ снижения экологического ущерба от переуплотнения и разрушения лесных почв при эксплуатации лесозаготовительных машин» - 2008 г.;

а также Гранту Президента РФ «Повышение эффективности сплошных рубок главного пользования лесом» (МК-2068.2005.5) 2005-2006 гг.

Предназначено для инженерно-технических и научных работников лесного ком плекса, студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», бакалавров и маги стров направления 250300 «Технология и оборудование лесозаготовительных и дерево обрабатывающих производств», аспирантов специальности 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства».

Библиогр. 141 назв. Табл. 13. Ил. 74.

© Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С.М. Ки рова (СПб ГЛТА), © И.В. Григорьев, А.И. Жукова, О.И. Гри горьева, А.В. Иванов ВВЕДЕНИЕ Центральной задачей лесного комплекса всегда было сохранение, приумножение и эффективное использование лесных богатств в интересах человека, общества и государства. Развитие отраслевой науки и практиче ские действия предприятий всех основных и обслуживающих подотраслей должны быть направлены на создание «эффективной системы использова ния природных ресурсов». Именно это требование содержалось в одном из посланий Президента Российской Федерации В.В. Путина Федеральному Собранию. Оно конкретизировано и развито в Концепциях развития лес ного хозяйства и лесопромышленного комплекса, одобренных Правитель ством России. Это же требование красной нитью проходит через Экологи ческую доктрину Российской Федерации (одобренную распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2002 г. № 1225-р) и концепцию устойчивого управления лесами Российской Федерации.

Основным требованием, предъявляемым к лесопользованию, являет ся его неистощительность, а в перспективе и обязательное способствова ние расширенному воспроизводству лесных ресурсов – процессу непре рывного расширения производительной способности лесных биогеоцено зов, задачей которого является получение через оборот рубки двух кубо метров древесины там, где раньше был взят один. Для выполнения этого требования в статью 90 «Обязанности лесопользователей по воспроизвод ству лесов» Лесного Кодекса РФ включено требование: «… лесопользова тели обязаны соблюдать требования к сохранению оптимальных условий для воспроизводства лесов. Эти требования должны учитываться при раз работке новой техники для заготовки и трелевки древесины».

В Перечень критических технологий Российской Федерации утвер жденный Президентом РФ 30 марта 2002 г. Пр-578 включен пункт «Пере работка и воспроизводство лесных ресурсов», а в Приоритетные направле ния развития науки, технологий и техники Российской Федерации утвер жденный Президентом РФ 30 марта 2002 г. Пр-577 включено направление «Экология и рациональное природопользование». Все вышесказанное по зволяет утверждать, что проблема повышения эксплуатационной эффек тивности рубок главного пользования лесом при одновременном обеспе чении наиболее оптимальных условий для лесовозобновления является весьма актуальной.

Известно, что, помимо типа леса предшествующей генерации, от применяемой на лесозаготовках техники и в особенности технологии на прямую зависит тип вырубки образующейся на месте проведения лесосеч ных работ. От типа вырубки, в свою очередь, напрямую зависит как срок лесовозобновления, так и тип образующегося на месте вырубки леса, а, следовательно, его породные и качественные показатели.

Известны два пути преодоления противоречий между экологией ле са, его возобновлением с одной стороны и лесозаготовительной техникой и технологией – с другой: это, во-первых, разработка технологий лесосечных работ, соответствующих применяемым лесозаготовительным машинам и в то же время предусматривающих возможно минимальное нанесение по вреждений лесу и его составным частям – самосеву, подросту, оставляе мым на корню деревьям, почве и пр.;

во-вторых, разработка новых лесоза готовительных машин, отвечающих требованиям лесозаготовительного производства и лесоводства, т.е. таких, которые не снижали бы продуктив ность леса и его способность к возобновлению.

Наиболее экономически эффективным признан первый путь, по скольку не представляется возможным создать серийный ряд машин для всех возможных природно-производственных условий.

Цель данной работы состоит в обосновании путей повышения экс плуатационной и экологической эффективности проведения рубок главно го пользования лесом, путем обоснования трасс, режимов работы и вида первичного транспорта леса, обеспечивающих устойчивое естественное лесовозобновление.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 1.1 Современное состояние развития технологии и оборудования лесо сечных работ 1.1.1 Современные технологические процессы лесосечных работ Известно, что [1, 2, с. 1321] технология (от греческого techne – мас терство, умение, искусство) – совокупность методов обработки, изменения состояния, формы, размеров, свойств, и месторасположения предмета тру да в процессе производства продукции.

Технологией лесозаготовительных производств называется система знаний о способах и средствах выполнения на лесосеках, погрузочных пунктах и лесных складах ряда операций от валки леса до отгрузки его по требителю в требуемом виде [3].

Все технологические операции можно подразделить на три большие группы [5]: рабочие – в результате которых изменяются размеры, формы и свойства предмета труда (срезание дерева, раскряжевка на сортименты, пропитка антисептиками и антипиренами и др.);

переместительные – в ре зультате которых изменяется месторасположение предмета труда (трелев ка древесины, погрузка и выгрузка, перемещение между станками и обо рудованием в технологическом потоке);

смешанные – в результате кото рых одновременно происходит обработка и перемещение предмета труда (очистка деревьев от сучьев при помощи мобильных и стационарных суч корезных машин, окорка кряжей и др.).

На лесосечных работах технологические операции выполняются на лесосеке и на погрузочном пункте (верхнем складе).

В зависимости от набора технологических операций, места их вы полнения и вида продукции, вывозимого с лесосеки, технологические про цессы лесосечных работ можно подразделить на три основные группы:

хлыстовую технологию, сортиментную технологию и технологию с углуб ленной переработкой древесины [4].

В табл. 1.1 представлены наиболее распространенные технологиче ские процессы всех трех групп лесосечных работ. Следует иметь в виду, что в группе технологических процессов с углубленной переработкой дре весины теоретически возможно большее разнообразие получаемой про дукции, однако в настоящее время эта группа процессов развита слабо и представлена на уровне современного развития.

Таблица 1. Технологические процессы лесосечных работ Группа № тех Операции вы- Вид Операции вы- Вид вы про- полняемые на тре- полняемы на возимо цесса лесосеке люемо- верхнем складе го леса го леса 1 В-Фп Д П Д Хлыстовая 2 В-Фп Д Ос-П Х 3 В-Ос-Фп Х П Х 4 В-Ос-Фп Х Р-П С 5 В-Фп Д Ос-Р-П С Сорти ментная 6 В-Ос-Р-Фп С П С 7 В-Ос-Р-Фп-П - - С 8 В-Фп Д Ос-Р-Пр-П Пм С углуб ленной 9 В-Ос-Р-Фп С Пр-П Пм перера- 10 В-Ос-Р-Фп С Ок-Рщ-П Щтех боткой Рщ поруб ост-П - - Щтоп Условные обозначения: В – валка деревьев;

Ос – очистка деревьев от сучь ев;

Р – раскряжевка;

Фп – формирование пакета;

П – погрузка на лесовоз ный транспорт;

Пр – продольная распиловка;

Ок – окорка;

Рщ – рубка в щепу;

Д – деревья;

Х – хлысты;

С – сортименты;

Щтех – щепа технологи ческая;

Щтоп – щепа топливная.

Хлыстовая технология заготовки леса является наиболее распростра ненной в Российской Федерации в настоящее время, на нее приходится около 80 % всего заготовляемого леса, а в США и Канаде более 85%.

Технологический процесс № 1.

Достоинства: позволяет свести к минимуму число операций выпол няемых на лесосеке и перенести их выполнение на более производитель ное стационарное оборудование нижних складов и бирж сырья лесозагото вительных и деревообрабатывающих предприятий, уменьшить трудозатра ты на очистку лесосек и использовать сучья, вершины и ассимиляционный аппарат деревьев (хвоя и листья) на производство полезной продукции (топливной и технологической щепы, арболита, хвойно-витаминной муки, и пр.).

Недостатки: при трелевке деревьев, труднее сохранить подрост и предотвратить повреждения оставляемых на корню деревьев [6], совре менная лесоводственная наука считает нежелательным вывоз порубочных остатков с территории лесосеки в связи с обеднением лесной почвы т.к. в порубочных остатках и ассимиляционном аппарате содержится более 75% всех минеральных веществ содержащихся в дереве [7], при вывозке де ревьев уменьшается использование полезной грузоподъемности лесовоз ного транспорта из-за низкого коэффициента полнодревесности пакета [3], на большинстве производственных площадок лесозаготовительных и дере вообрабатывающих предприятий отсутствуют технические и технологиче ские возможности переработки порубочных остатков [8].

Технологический процесс № Достоинства: позволяет сконцентрировать порубочные остатки на территории верхнего склада, что уменьшает трудозатраты на очистку ле сосеки, улучшаются условия для применения высокопроизводительных мобильных сучкорезных машин [9, 10], лучше используется грузоподъем ность лесовозного транспорта.

Недостатки: трелевка деревьями, увеличение числа операций выпол няемых в лесу.

Технологический процесс № Достоинства: трелевка хлыстов позволяет уменьшить степень по вреждаемости подроста и оставляемых на корню деревьев, появляется возможность использования порубочных остатков для укрепления треле вочных волоков при слабой несущей способности грунтов [11].

Недостатки: увеличиваются затраты на последующую очистку тер ритории лесосеки, затруднено и обычно невозможно последующее приме нение порубочных остатков для производства полезной продукции.

Сортиментная технология заготовки леса наиболее предпочтитель на для небольших лесозаготовительных фирм, не имеющих своих лесопе рерабатывающих площадок, и торгующих древесиной «с колес». Кроме того, она рекомендуется при невозможности использования хлыстовой вы возки леса, например при малых радиусах поворота лесовозной дороги [3].

Технологический процесс № При такой технологической схеме работы по валке деревьев, очистке их от сучьев и раскряжевке обычно выполняются при помощи ручного мо торного инструмента – бензиномоторных пил. Подобная технология рас пространена на несплошных рубках, при отсутствии у предприятия высо копроизводительных многооперационных машин, позволяет использовать порубочные остатки для укрепления трелевочных волоков и вывозить с ле сосеки готовую продукцию, если предприятие торгует круглым лесом. Ос новным недостатком является большая доля ручного труда на лесосечных работах.

Технологический процесс № Имеет недостатки связанные с трелевкой леса деревьями, но позво ляет использовать на верхнем складе многооперационные сучкорезно раскряжевочные машины (также называемые процессорами).

Технологические процессы № 6 и Являются классическим примером так называемой «скандинавской»

технологии заготовки леса. На валке леса используются либо бензиномо торные пилы, тогда на очистке деревьев от сучьев и раскряжевке исполь зуются процессоры, либо валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (также называемые харвестеры). Хотя иногда все технологические опера ции выполняются при помощи бензиномоторной пилы. На трелевке ис пользуются сортиментоподборщики (также называемые форвардеры) с ко лесным или гусеничным движителем. Технологический процесс № 7 пре дусматривает так называемую «прямую вывозку леса», т.е. без выделения специальной операции трелевки и перегрузки на лесовозный транспорт.

Работа по такой схеме будет эффективной при небольшом расстоянии вы возки (до 40 км) и использовании в качества транспорта леса только колес ных форвардеров. Так работают в основном в скандинавских и европей ских странах, где расстояния вывозки обычно невелики.

Технологию с углубленной переработкой древесины можно признать весьма перспективной, ее развитие в настоящее время сдерживается отсут ствием недорогой и эффективной техники способной перерабатывать заго товляемую древесину на щепу и пиломатериалы в условиях лесосеки. Раз работка такой техники находится сейчас на стадии проектирования и экс периментальных исследований.

Технологические процессы № 8 и 9 предусматривают проведение на лесосеке и погрузочном пункте всех технологических операций по выра ботке пиломатериалов. В настоящий момент применяется, в основном, в мелких частных лесовладениях за рубежом. Основным технологическим инструментом является бензиномоторная пила и специальные приспособ ления к ней, рубка осуществляется на прииск. На современный момент та кая технология заготовки не получила промышленного распространения в связи с отсутствием высокопроизводительной техники способной произ водить продольную распиловку круглых лесоматериалов в условиях лесо секи.

Технологический процесс № 10 позволяет получать на лесосеке тех нологическую и топливную щепу. Весьма перспективен в условиях план тационного лесовыращивания. Однако, на современном этапе развития ле сопромышленного комплекса получение технологической щепы в услови ях лесосеки затруднено из-за отсутствия машин способных производить качественную окорку в данных условиях. Получение топливной щепы из порубочных остатков в условиях лесосеки активно внедряется в техноло гический процесс лесозаготовок в последние годы.

1.1.2 Современные системы машин для лесосечных работ В настоящее время в мире существуют две различные концепции ле сопользования [12]. Первая, традиционная модель, также называемая до минантная, согласно которой все леса лесного фонда подразделяются на группы в соответствии с их экономическим, экологическим и социальным значением, месторасположением и выполняемыми функциями. В РФ ис пользуется именно эта модель, законодательно закрепленная в Лесном ко дексе, согласно которому все леса лесного фонда разделены на три группы.

В большинстве стран также используются схожие системы. Считается, что такая модель плохо отвечает природе леса и имеет под собой скорее эко номические, нежели экологические основания. В противовес доминантной модели лесопользования в последние десятилетия за рубежом активно раз вивается и используется так называемая многоцелевая концепция лесо пользования, которая подразумевает одновременное использование леса для различных, часто противоположных целей, например, проведение ру бок главного пользования в охранных и рекреационных зонах. Считается, что такая модель более соответствует природе леса как взаимосвязанной совокупности растительных и животных форм жизни. Вместе с тем, такой подход к лесопользованию значительно удорожает готовую продукцию лесосечных работ, поскольку в данном случае практически исключается возможность проведения сплошных рубок. Такая экоцентричная модель лесопользования пока применяется только в странах, не ориентированных на преимущественно эксплуатационное пользование лесом.

В настоящее время широко декларируется переход России к неисто щительному лесопользованию и устойчивому управлению лесами, целью которого является повышение экологического и ресурсного потенциала лесов, удовлетворение потребностей общества в лесных ресурсах на осно ве научно обоснованного рационального, многоцелевого лесопользования, охраны, защиты, воспроизводства и сохранения биологического разнооб разия лесов.

Для достижения поставленной цели требуется, чтобы техника и тех нологии лесосечных работ удовлетворяли как экономическим интересам лесозаготовителей, так и требованиям скорейшего, качественного лесово зобновления. Известны два пути преодоления противоречий между эколо гией леса [13], его возобновлением с одной стороны и лесозаготовительной техникой и технологией – с другой: это, во-первых, разработка технологий лесосечных работ, соответствующих применяемым лесозаготовительным машинам и в то же время предусматривающих возможно минимальное на несение повреждений лесным экосистемам;

во-вторых, разработка новых лесозаготовительных машин, отвечающих требованиям лесозаготовитель ного производства и лесоводства, т.е. Таких, которые не снижали бы про дуктивность леса и его способность к возобновлению. Наиболее экономи чески эффективным признан первый путь, поскольку не представляется возможным создать серийный ряд машин для всех возможных природно производственных условий.

Вместе с тем, следует отметить, что рациональная компоновка сис темы машин позволяет лесопользователям оптимизировать не только экс плуатационные, но и экологические показатели своей деятельности. В это связи представляется целесообразным вкратце рассмотреть существующие и перспективные машины и оборудование для проведения основных лесо сечных работ, поскольку без учета применяемого оборудования невозмож но совершенствование технологии.

Рациональный выбор системы машин для эффективного проведения лесосечных работ зависит, прежде всего, от принятого технологического процесса, а также от финансовых возможностей предприятия.

Под системой машин понимается совокупность машин и оборудова ния различного функционального назначения, взаимоувязанных по техни ческим и технологическим параметрам и предназначенных для последова тельного выполнения технологического процесса лесосечных работ [15].

Одной из наиболее эффективных форм организации работы систем машин являются комплексы (комплекты).

Комплекс (комплект) формируется для эффективного функциониро вания системы машин в конкретных природно-производственных условиях и характеризуется видом и количеством машин каждого типа, последова тельностью их расстановки, а также наличием и типом технологических связей между ними.

В настоящее время отечественные и зарубежные производители предлагают лесозаготовительным предприятиям широкий спектр машин и механизмов для лесосечных работ. К основным требованиям, предъявляе мым к указанной технике, можно отнести: соответствие параметров и кон струкции машины назначению и условиям применения;

обеспечение ми нимальной энергоемкости процессов выполнения технологических опера ций;

обеспечение минимальных нагрузок, воспринимаемых машиной и технологическим оборудованием;

минимальные масса и габаритные раз меры конструкции;

простота устройства, прочность и надежность конст рукции;

унификация и универсальность машин;

износостойкость рабочих органов;

минимальные затраты на обслуживание и ремонт.

На валке деревьев при проведении рубок главного пользования и ру бок ухода за лесом, как в нашей стране, так и за рубежом, часто использу ются бензиномоторные пилы (механизированная валка). По расчетам оте чественных экономистов и технологов бензиномоторные пилы в ближай шие два десятилетия будут выгодны на лесозаготовках в РФ, как с эконо мической, так и с экологической точки зрения [16]. При механизированной заготовке леса могут использоваться как универсальные (с низким распо ложением рукоятей), так и специализированные (с высоким расположени ем рукоятей) бензиномоторные пилы. Следует отметить, что с точки зре ния эргономики процесса предпочтительной представляется компоновка специализированных пил. Впервые такая компоновка бензиномоторной пилы, получившая название «Дружба», была представлена отечественны ми производителями на международной промышленной выставке в Брюс селе (1957 г.) И за оригинальность разработки завоевала большую золотую медаль.

На сегодняшний день крупнейшим отечественным производителем бензиномоторных пил является Пермский ФГУП «Машиностроительный завод им. Ф.Э. Дзержинского» выпускающий наиболее известные отечест венные марки специализированных (Дружба, Урал) и универсальных (Тай га, Крона) пил. Однако, известно, что пока большим спросом у потребите лей пользуются пилы известных иностранных производителей, таких как Хускварна, Штиль и др., причем, сборка этих пил производится как за ру бежом, так и в РФ, например ЗАО «Химки-Хускварна». Это во многом связано с несовершенством пильных аппаратов отечественных пил (и в особенности пильных цепей), а также слабой маркетинговой кампанией по продвижению на рынок новых модификаций отечественных пил.

Известно, что основным способом повышения экономической эф фективности проведения лесосечных работ является внедрение специали зированных лесозаготовительных машин, способных выполнять валку де ревьев и ряд смежных технологических операций. Все лесозаготовитель ные машины можно классифицировать по следующему ряду признаков:

вид движителя - гусеничные, колесные, шагающие;

число выполняемых технологических операций - одно и многооперационные;

вид выполняе мых технологических операций - валочные (ВМ), валочно-трелевочные (ВТМ), валочно-пакетирующие (ВПМ), валочно-сучкорезно раскряжевочные (ВСРМ), также называемые харвестерами, валочно сучкорезные;

валочно-сучкорезно-трелевочные (ВСТМ);

сучкорезно раскряжевочные (МОСР), также называемые процессорами;

по ширине обрабатываемой полосы лес - узкозахватные (без гидроманипулятора), широкозахватные (с гидроманипулятором);

по направлению действия тех нологического оборудования - фланговые, фронтальные, полноповорот ные.

Первой серийной отечественной машиной появившейся на лесосеч ных работах и способной производить направленную валку деревьев была гусеничная, узкозахватная валочная машина флангового действия ВМ- (на базе трактора ТТ-4), производства Абаканского машиностроительного завода. Эта машина, безусловно, позволяла облегчить труд лесозаготови телей, заменяя трудоемкую и травмоопасную операцию механизированной валки на машинную. Однако, она имела и целый ряд существенных недос татков: отсутствие гидроманипулятора (узкозахватность) приводили к то му, что при производстве работ машина была вынуждена подъезжать к ка ждому дереву, что делало практически невозможным сохранение подроста и увеличивало время рабочего цикла. В результате эксплуатации этих ма шин было выявлено, что вследствие небольшой энергоемкости процесса валки деревьев экономический эффект от применения валочных машин в чистом виде был крайне незначительным, а с учетом экологических по следствий часто отрицательным. Эти машины не могли существенно по высить производительность труда, а себестоимость заготовки леса с их помощью значительно выше, чем при применении бензиномоторных пил.

В настоящее время в РФ выпускается одна машина подобной компоновки универсальная малогабаритная валочная машина ВМ-55, предназначенная для срезания и направленного повала деревьев при проведении рубок леса, разработки просек при строительстве дорог, линий связи и электропередач, трасс нефте- и газопроводов, очистке территорий от лесной растительно сти.

Опыт эксплуатации валочных машин показал, что, с точки зрения эксплуатационной эффективности, необходимо стремиться к возможно бо лее полной загрузке двигателя путем совмещения машиной нескольких технологических операций [14]. До снятия машин ВМ-4 с серийного про изводства на ее базе была создана первая в СССР валочно-трелевочная машина ВМ-4А, в настоящее время ВМ-4Б. У самой концепции валочно трелевочных машин имеется серьезное преимущество, связанное с отсут ствием необходимости в специальной трелевочной технике при разработке лесосек, особенно в условиях низкой концентрации лесосечного фонда.

Привлечение большого количества техники на разработку лесосек в этих условия нецелесообразно, в связи с большими затратами на частые переба зировки. В связи с такого рода преимуществами в дальнейшем отечествен ная машиностроительная промышленность освоила выпуск широкозахват ных валочно-трелевочных машин ЛП-17 и ЛП-49, созданных соответст венно на базе тракторов ТДТ-55А и ТТ-4. Как и базовые тракторы эти ма шины предназначены для работы в насаждениях со средним объемом хлы ста соответственно до 0,4 м3 и более 0,4 м3.Сравнительно недавно на рынке появилась ВТМ ЛП-58, выпускаемая ООО Машиностроительный завод «Коммунар». Вместе с тем, практика применения машин подобной компо новки также показала [14], что если освободить ВТМ от операции по тре левке древесины и превратить ее, таким образом, в валочно пакетирующую машину, можно не только вдвое поднять ее производи тельность, но и удлинить срок службы режуще-валочных аппаратов, кото рые, в таком случае, не будут в течение полусмены перевозиться на транс портных скоростях, а будут полностью загружены по прямому назначе нию. Это подтвердило мнение о целесообразности, в большинстве случаев, отделения трелевки древесины в самостоятельную операцию.

В настоящее время в РФ выпускается широкий ассортимент ВПМ, это известная машина ЛП-19 и ее модификации, ЛП60-01А, ТЛГ 3-12, МЛ 135, МЛ-119А. Принцип компоновки этих машин позволяет достигать хо роших показателей по производительности и эффективности лесосечных работ. Опыт эксплуатации современных ВПМ и исследования отечествен ных ученых [17] позволили установить, что основными путями их даль нейшего совершенствования и повышения производительности являются:

введение накопителя в захватно-срезающее устройство и придание ему еще одной степени свободы относительно манипулятора;

совершенствова ние системы автоматизации управления, позволяющее значительно разгру зить оператора и снизить его утомляемость.

Лесозаготовительные предприятия, использующие на лесосечных работах ВПМ или ВТМ, обычно предпочитают технику отечественного производства, поскольку она не уступает по производительности лучшим зарубежным аналогам, при существенно меньшей цене, хотя и менее на дежна в эксплуатации, что связано с устаревшими методами расчета кон струкций, ограниченным сортаментом сталей и чугунов, а также несовер шенством технологий используемых заводами изготовителями [17]. При дание ВПМ или ВТМ дополнительных функций, таких как обрезка сучьев и раскряжевка, усложняет конструкцию машины, повышает ее стоимость и целесообразно только при сортиментной технологии.

Следует отметить зарубежный опыт по разработке и производству ВПМ (манипуляторных и безманипуляторных). Например, фирма «Джон Дир» (США) выпускает колесные безманипуляторные ВПМ фронтального типа, такие как 643G, 653 E, 843 G. Среди зарубежных ВПМ манипулятор ного типа следует отметить машины фирмы «FMG Timberjack». Отличи тельной особенностью этих машин является наличие наклонного механиз ма для работы на склонах и накопителя деревьев.

Сортиментная технология заготовки древесины имеет, пока, незна чительный вес в мире. Производство сортиментов может осуществляться, как у пня, так и на верхнем складе, с использованием на рабочих операци ях (валки, обрезки сучьев и раскряжевки) как бензиномоторных пил, так и специальных машин – харвестеров и процессоров. Следует отметить, что в настоящее время на долю указанных машин приходится достаточно малый процент от общего объема заготовки, как в мире в целом, так и в России.

Это связано с очень высокой стоимостью таких машин и запасных частей к ним, сложностью подбора квалифицированного персонала и малой при годностью машин для природно-производственных условий большого числа регионов РФ. В этой связи отечественное лесное машиностроение никогда не было законодателем моды на такие машины, разрабатываемые, в основном в скандинавских странах. Основными фирмами - производите лями машин для заготовки сортиментов являются скандинавские концерны «Раума» («Тимберджек»), «Партек Форест» («Валмет») и их филиалы. В зависимости от конструкции технологического оборудования харвестеры подразделяют на однозахватные и двухзахватные. В настоящее время наи большее распространение имеют однозахватные харвестеры Валмет 901, 911, 921;

Тимберджек 770, 870В, 1070, 1270 и их модификации.

На сегодняшний день отечественные производители выпускают хар вестеры: ЛП-19с харвестерной головкой SP-650, МЛ-152, МЛ-72, и др., а наиболее известным отечественным процессором является ЛО-120, выпус каемая на базе сучкорезной машины ЛП-30Г. Широкому распространению в РФ таких машин, при всех достоинствах сортиментной технологии, пре пятствуют их высокая стоимость и отсутствие квалифицированного персо нала [16]. Для крупных лесозаготовительных предприятий, имеющих свои стационарные разделочные площадки, в большинстве случаев, более вы годна хлыстовая заготовка, позволяющая переносить раскряжевку на более производительное стационарное оборудование, осуществлять индивиду альный метод раскроя, повышая процент выхода деловой древесины, и бо лее комплексно утилизовать заготовляемую фитомассу. Мелкие лесозаго товительные фирмы, не имеющие собственных разделочных площадок и торгующие древесиной «с колес», будут осуществлять заготовку сорти ментов при помощи бензиномоторных пил, поскольку малые объемы и се зонность заготовки чрезвычайно удлинят срок окупаемости дорогих ма шин.

По этим же причинам, представляется сомнительным широкое вне дрение в отечественную практику лесосечных работ лесных комбайнов, совмещающих в себе функции харвестеров и форвардеров, так называемых харвардеров.

Известно, что одной из наиболее трудо- и энергоемкой операцией лесосечных работ является трелевка, которая также имеет наиболее серь езные последствия для почвы лесосеки и условий лесовозобновления.

Наиболее распространенной в настоящее время является тракторная тре левка пачек хлыстов или деревьев в полупогруженном положении, осуще ствляемая специальными трелевочными тракторами с канатно-чокерным или бесчокерным технологическим оборудованием. Трелевочные тракторы с пачковыми или клещевыми захватами осуществляют трелевку пачек де ревьев или хлыстов в полуподвешенном положении. Тракторная трелевка сортиментов осуществляется сортиментовозами (форвардерами) в полно стью погруженном положении. Вопросам экологической и эксплуатацион ной эффективности использования трелевочных тракторов посвящено большое количество фундаментальных трудов, среди которых можно вы делить работы проф. Анисимова Г.М. [18, 19] устанавливающие магист ральные направления развития техники для этой важнейшей составляющей лесосечных работ.

Отечественные производители выпускают большой ряд трелевочных тракторов: чокерные, это как наиболее известные ТДТ-55А, ТЛТ-100А, ТТ-4, ТТ-4М, так и недавно появившиеся МТ-5 и МЛ-138;

бесчокерные ТБ-1, ТБ-1М-15, ЛП-18А, ЛП-18Д и МЛ-107;

с пачковым захватом ЛТ 154А, ЛТ-187, ЛТ-230, МЛ-136, МЛ-137, МЛ-56, ТЛК4-01;

форвардеры ТБ-1-16, ЛТ-189, МЛ-72-01, МЛ-74, МЛ-104, МЛ-131, МЛ-142, ШЛК6-04, ТЛ-60Ф-4. Безусловно, каждая группа тракторов имеет как общие, так и специфические возможности совершенствования. В последнее время лес ную технику начали выпускать предприятия ранее этим не занимавшиеся, в результате появляются машины, спроектированные без учета лесной специфики и не отвечающие производственным требованиям по эксплуа тационной эффективности и экологической совместимости системы «ма шина – лесная среда».

За рубежом выпускаются все виды трелевочных тракторов, из наи более известных производителей можно выделить фирмы Катерпиллер, Валмет, Тимберджек, Понссе.

Следует отметить, что зарубежные лесозаготовительные машины от личаются повышенной комфортностью управления.

В последнее время, к сожалению, уделяется мало внимания технике для разработки труднодоступных лесосек, находящихся в пересеченной или заболоченной местности. Эта проблема весьма актуальна, поскольку в силу географических и экономических причин доля доступных для экс плуатации лесов не превышает 50% от общей площади покрытых лесной растительностью земель РФ. В первую очередь это касается специальных средств первичного транспорта леса, таких как канатные трелевочные ус тановки и средства для воздушной трелевки. Отечественная промышлен ность выпускает самоходные канатные трелевочные установки МЛ-139 и МЛ-43А, из зарубежных производителей следует отметить фирму «Larix».

Перспективной представляется разрабатываемая в РФ технология трелевки древесины, основанная на применении аэростатов.

Традиционно, отечественное лесное машиностроение удовлетворяло запросы лесозаготовителей в части надежных и эффективных сучкорезных машин и погрузчиков. В настоящее время на отечественном рынке пред ставлены машины марок ЛП-30Г, ЛП-33А, ЛП-33Б с качающейся поворот ной стрелой, и сравнительно новые машины с гусеничным или вальцовым протаскивающим механизмом постоянного действия и подающим гидро манипулятором – СМ-33 и ЛП-51, на базе этих машин несложно организо вать выпуск процессоров, если на них появится повышенный спрос, при мером такой модернизации является ЛО-120 производства Сыктывкарско го машиностроительного завода.

Погрузка хлыстов на лесовозный транспорт в большинстве случаев производится при помощи погрузчиков перекидного типа, которые пред ставлены следующими моделями: ЛТ-188, ЛТ-65Б, ПЛ-1Г и ПЛ-1В, пер спективным представляется использование, в определенных случаях, сменных погрузочных рабочих органов грейферного типа к ВПМ.

Погрузка сортиментов обычно осуществляется методом самопогруз ки лесовозами с гидроманипуляторами, иногда таким же образом произво дится и погрузка хлыстов.

1.2 Воздействие техники и технологии на лесную среду и пути повы шения экологичности проведения основных работ Известно, что лес является источником многих полезностей, основ ными из которых является древесина, фитомасса ассимиляционного аппа рата деревьев, а также экологическая составляющая лесов.

Для заготовки древесины и ассимиляционного аппарата лес подвер гают рубкам, которые подразделяются на рубки главного пользования и рубки ухода за лесом [20]. Основной задачей первых, проводимых в спе лом лесу, является заготовка древесины, вторых, проводимых в неспелом лесу, – улучшение породного и качественного состава будущего леса.

Заготавливаемая при всех видах рубок древесина является одним из немногих возобновляемых видов природных ресурсов, представляющих ценнейшее сырье для многих видов промышленности и находящих прак тически неограниченный рынок сбыта, как в нашей стране, так и за рубе жом. Последнее обстоятельство позволяет привлекать в Российскую Феде рацию необходимые валютные ресурсы, в количествах хотя и меньших, нежели от экспорта нефти и газа, но, при грамотном пользовании лесом, не ограниченных во временной перспективе.

Для спасения варварски вырубаемых тропических лесов, междуна родным сообществом введена сертификация импортируемой из этого ре гиона древесины. Задача выдаваемого международной комиссией серти фиката – удостоверить потребителя, что купленная им древесина заготов лена без нанесения чрезмерного вреда окружающей среде и, в особенно сти, лесам.

Основным требованием, предъявляемым к лесопользованию являет ся его неистощительность, а в перспективе и обязательное способствова ние расширенному воспроизводству лесных ресурсов – процессу непре рывного расширения производительной способности лесных биогеоцено зов, задачей которого является получение через оборот рубки двух кубо метров древесины там, где раньше был взят один.

То есть, можно обоснованно говорить о том, что эффективность тех нологического процесса рубок главного пользования лесом заключается не только в сиюминутных экономических выгодах от заготовки и реализации древесины, но и в сокращении оборота рубки хозяйственно ценных дре весных пород, а также поддержании прочих полезностей леса [21].

В связи с переходом на международные стандарты ведения лесного хозяйства возникают новые требования к поддержанию экологических ценностей леса. Выполнение этих требований является обязательным для лесозаготовительных предприятий собирающихся проходить процедуру получения сертификата добровольной лесной сертификации.

Сложная, многообразная проблема взаимодействия лесозаготови тельной техники и технологии ее работы с лесной средой изучалась боль шой плеядой отечественных и зарубежных ученых. Априори можно ут верждать, что изучаемая проблема может быть разделена на две основные составляющие: воздействие на лесные почвогрунты и воздействие на ос тавляемые и будущие биотические компоненты насаждения.

1.2.1 Воздействие лесозаготовительной техники и технологии на лесные почвогрунты Почва - это гетерогенная многофазная дисперсная система с опреде ленными верхней (как правило, - это дневная поверхность) и нижней (на границе с подстилающей породой) границами, обладающая свойствами ак кумулировать и выделять, проводить и трансформировать вещества и энергию [2, c. 1044]. Важнейшим свойством почвы для биосферы всей планеты является ее плодородие – совокупность свойств почвы (содержа ние гумуса, доступных для растений питательных веществ, влаги и др.) обеспечивающая рост и развитие растений. Различают потенциальное (ес тественное) и искусственное плодородие (приобретенное после воздейст вия человека) [2, c. 1011].

Понятно, что для лесной среды, являющейся самой производитель ной на планете биологической системой [22], почвенное плодородие явля ется первостепенным фактором, влияющим на успешность ее развития, как в пространстве, так и во времени.

Одним из основных факторов, влияющих на почвенное плодородие являются физические свойства почвы [23, 24]. Физические свойства почвы разделяются на основные (плотность, пористость, пластичность, липкость, связность, твердость, спелость) и функциональные (водные, воздушные и тепловые) [25, 26]. К последним относят способность поглощать (впиты вать) выпадающие осадки или оросительную воду, пропускать, сохранять или удерживать ее, подавать из глубоких горизонтов к поверхности, снаб жать ею растения и т.д. Вода значительно изменяет физические, химиче ские, тепловые и воздушные свойства почвы.

Физические свойства почвы, тесно связанные с другими ее свойст вами, изменяются в соответствии с ходом почвообразования, а с изменени ем свойств изменяется и почвообразование [27, 28].

Авторами [103] установлено, что после сплошной рубки леса проис ходят три различных вида уплотнений: физическое, вторичное и экологи ческое. Первые два вида уплотнения почвы происходят в колее. Физиче ское уплотнение – одномоментное, происходит во время непосредственно го воздействия машин. Оно распространяется на глубину до 40…50 см и в стороны от волока до 20…40 см.

Вторичное уплотнение происходит в колее в течение длительного (14 16 лет) периода, а естественное разуплотнение почв в колее длиться около 50 лет. Экологическое уплотнение происходит в пасеке. Оно связано с удалением лесного полога, и не зависит от технологии заготовки и машин.

Период разуплотнения почв в пасеке длится 25…30 лет.

Понятно, что помимо параметров техники на состояние почвы лесосе ки после проведения основных работ огромное влияние оказывает и тех нология рубок главного пользования. Причем для условий РФ в настоящее время и в ближайшем будущем это будут именно сплошные рубки.

Санкт-Петербургским НИИ лесного хозяйства исследовалась пригод ность почв на участках проведения рубки по разным технологиям для прорастания семян. Было выделено четыре категории площадей: хорошая, удовлетворительная, неудовлетворительная и непригодная. При этом ос новное внимание уделялось степени и состоянию минерализации площади после проведения рубки. Распределение пригодности площадей для про растания семян по технологиям проведения рубок представлено в таблице 1. Таблица 1. Распределение площадей по степени пригодности для всхожести семян, % Технология раз- Удовлетво- Неудовле- Непри Хорошая работки лесосек рительная творительная годная Костромская 10,5 10,0 21,5 58, Удмуртская 10,5 4,5 9,0 76, Карельская 8,0 4,0 9,5 78, Крестецкая 37,0 34,0 10,0 19, Тагильская 9,0 4,0 4,0 83, На рисунке 1.1 представлены технологические схемы разработки ле сосек.

Костромская Удмуртская Карельская Тагильская Рис.1.1 Технологические схемы разработки лесосек Пятая делянка разрабатывалась традиционным методом – без сохра нения подроста. Трелевка осуществлялась как за комли, так и за вершины.

Все бригады, кроме крестецкой, очистку лесосек от порубочных остатков производили в ручную. В крестецкой бригаде была использована механи зированная очистка с помощью подборщика сучьев.

За 35 лет, прошедших с момента проведения рубок, на волоках созда лись благоприятные условия для прорастания семян, т.е. почва на волоках разуплотнилась. Этот вывод базируется на успешном возобновлении ели, наблюдаемом на всех волоках вне зависимости от технологии проведения рубки. Однако следует отметить, что при технологии без сохранения под роста (крестецкий метод) наблюдается значительное количество жизне способного подроста сосны, а тагильская технология заметно повлияла на относительную полноту, а следовательно и на средний запас, которые рав ны соответственно 1,0 и 266 м3/га. [104].

Суммарный объем пор между частицами твердой фазы (объем всех промежутков), выраженный отношением объема пор к объему почвы на зывается пористостью, или скважностью. В отличии от пористого сложе ния почвы или от пористости горных пород или других тел, скважность почвы нередко называют порозностью [24]. Размер пор, форма и сочетание их весьма разнообразны, так как они являются производными от случайно го расположения полидисперсных частиц механического состава – элемен тарных почвенных частиц, микроагрегатов и структурных отдельностей, крайне различных по размерам, форме и характеру их поверхностей. Эти промежутки по форме и размерам сильно изменяются во времени в зави симости от происходящих в почве физико-механических и биологических процессов, вследствие частичной или полной закупорки некоторые поры исчезают, другие возникают вновь. В почвах возможна уплотненная ук ладка, если промежутки первого порядка будут заняты частицами или аг регатами, диаметр которых отвечает размерам пор. Эта уплотненна уклад ка (Рис. 1.2), как и разуплотнение, происходят, в том числе, и под влияни ем движителей лесозаготовительных машин и персонала.

а.

б.

Рис. 1.2 Схема изменения плотности упаковки:

а – увеличение плотности;

б – уменьшение плотности.

Структурный состав почвы сельскохозяйственных угодий характери зуется коэффициентом структурности (%) [29]:

количество средних (от 0,25 до 7 - 10 мм) макроагрегатов К= сумма мелких ( 0.25 мм) и крупных ( 7 - 10 мм) макроагрег атов Установлено, что чем больше К, тем лучше структура почвы. Избы ток мелких и крупных макроагрегатов ухудшает условия роста растений.

Чем мельче фракция, тем больше возможности для образования корки, и тем больше почва склонна к ветровой и водной эрозии. При исследовании эрозии почв установлено, что комочки почвы размерами менее 1 мм явля ются эрозионно неустойчивыми.

Корневая система растений является фактором повышения коэффи циента структурности К, корни пронизывают почву во всех направлениях густой сетью, и в ней не остается ни одного комочка, к которому бы не подходил корешок или корневой волосок [29].

Наиболее обширные исследования антропогенного воздействия на почвы проведены исследователями сельскохозяйственного производства.

В первую очередь здесь следует отметить фундаментальные труды вы дающегося русского ученого Василия Прохоровича Горячкина, который разработал научные основы взаимодействия рабочих органов различных сельскохозяйственных машин с почвой и посвятил этой крупнейшей про блеме многочисленные фундаментальные труды, например «Теория реза ния почвы». Труды В.П. Горячкина являются основой развития теории ле сохозяйственных и лесосечных машин [30, 31].

В монографии И.П. Ксеневича и др. [29, c. 16] отмечается, что плот ность почвы является ее основной, наиболее существенной характеристи кой, от которой зависит весь комплекс физических условий в почве: вод ный, воздушный и тепловой режимы, а, следовательно, условия биологи ческой деятельности. В.А. Русанов [32, c. 12] считает плотность почвы в известной степени интегральным показателем ее физического состояния, в связи с чем в реальных исследованиях устанавливается оптимальная вели чина плотности, при которой получают наибольший урожай данной куль туры при прочих равных условиях.

В математические модели уплотнения почвы движителями мобиль ных машин вводятся плотность почвы естественного сложения или равно весная плотность [29, 19]. В табл. 1.3 приведены значения плотности есте ственного сложения и оптимальной плотности.

Таблица 1. Равновесная и оптимальная плотность для различных почв Плотность, г/см Почва и ее механический состав Оптимальная для Равновесная зерновых культур Дерново-подзолистая 1,30…1,40 1,20…1, Супесчаная 1,35…1,50 1,10…1, Суглинистая 1,40…1,50 1,10…1, Дерново-карбонатная суглинистая 1,40 1,20…1, Дерново-глеевая суглинистая 1,40 1,15…1, Серая лесная тяжелосуглинистая 1,20…1,45 1,10…1, Каштановая суглинистая 1,50…1,60 1,20…1, В.А. Русанов приводит равновесную оптимальную плотность почвы (см. табл. 1.4), значения которой несколько отличаются от данных табл.

1.3.

Таблица 1. Данные оптимальной плотности почвы по В.А. Русанову Плотность почвы, г/см Почва Механический со став Равновесная Оптимальная для зерновых Дерново- Песчаная связанная 1,50-1,60 1,20-1, подзолистая То же Суглинистая 1,35-1,50 1,10-1, Дерново-глеевая Суглинистая 1,40-1,45 1,20-1, Серая лесная Тяжелосуглинистая 1,40-1,45 1,15-1, Опубликованы работы по определению максимальной плотности почвы, при которой еще возможно возобновление определенной породы.

Например, плотность дерново-подзолистой сухой суглинистой почвы 1,57-1,65 г/см3 относятся к сильно уплотненным, где еще возможны возоб новление и рост ели, с плотностью 1,65-1,7 г/см3 и более - к переуплотнен ным, где рост уже практически невозможен. Последний показатель прини мается в качестве порогового значения для ели. При этом следует учесть, что пороговая плотность для других пород, например березы и осины, бу дут значительно выше, чем и объясняется отчасти появление вначале по род пионеров, пород – мелиораторов.

В работе [32] обобщены результаты определения оптимальной плот ности для различных сельскохозяйственных культур многочисленными учеными, некоторые из них приведены в табл. 1.5.

Таблица 1. Оптимальная плотность почвы для различных сельскохозяйственных куль тур Почва Оптимальная Характеристика плотность, условий г/см Кукуруза Дерново-подзолистая супесчаная 1,10-1,45 Поле Дерново-карбонатная пылевато- 1,20-1,30 В дренах суглинистая Пшеница Тяжелосуглинистый выщелоченный 1,10-1,30 Поле чернозем Дерново-подзолистая глееватая – 1,10-1,30 В сосудах легко суглинистая Отметим однако, что в отличие от хорошо систематизированных и многократно проверенных данных о значениях оптимальной плотности различных видов почвы для наиболее распространенных сельскохозяйст венных культур, данные же для древесных пород на различных почвах разрознены и часто существенно отличаются друг от друга, что связано, по видимому, с большим разнообразием природно-производственных усло вий исследований данного вопроса.

Ученые лесоводы считают [33], что наиболее важным для после дующего естественного лесовозобновления является состояние верхнего слоя почвы, толщиной 10-20 см. Причем плотность в пределах, 0,8-1, г/см3 названа – рыхлой;

плотность 1,0-1,4 г/см3 – оптимальной;

плотность 1,5-1,7 г/см3 - высокой.

Из трудов ученых лесоводов известно, что после воздействия лесоза готовительной техники на лесные почвогрунты они могут быть подразде лены на улучшенные, ухудшенные и малоизмененные [34, 41]. В свете ра боты [33] и данных других авторов можно предположить, что к улучшен ной будет относиться почва с плотностью 1,0-1,4 г/см3 (оптимальной), к малоизмененной – с плотностью 0,8-1,0 г/см3 (рыхлой), а к ухудшенной – с плотностью 1,5-1,7 г/см3 и более (высокой).


Серьезное изучение воздействия лесозаготовительных машин на почву началось сравнительно недавно, с внедрением агрегатной техники, в 1972 г была опубликована статья Л.Н.Рожина и М.Н. Григорьева [35] о воздействии ВТМ-4 при сплошных рубках в ельниках кисличниках Мос ковского леспромхоза Калининской области. По степени воздействия поч ва подразделялась на 4 зоны (0 - ранений почвы нет): 1- зона без образова ния колеи, 2 - колеи глубиной до 10 см и следы от разворотов машин, 3 колеи больней глубины, 4 - скопление порубочных остатков. Полученные данные авторы сопоставили с результатами воздействия других машин (табл. 1.6).

Принимая зоны 1 и 2 за полезное воздействие для последующего во зобновления хвойных пород, Рожин и Григорьев сделали вывод о достоин стве ВТМ-4 по сравнению с ТДТ-75. Эта "полезность" вызывала сомнение в ученых кругах т.к. не была проверена всхожестыо семян или ростом са женцев.

Однако последующими исследованиями доказана возможность улучшения почвы под воздействием движителей лесозаготовительных ма шин, например, в [6, стр. 9] отмечается, что увеличение процента минера лизации почвы, хотя и приводит к уменьшению сохранности подроста, но препятствует задернению почвы и способствует образованию большого количества самосева, т.е. способствует успешному последующему естест венному лесовозобновлению. Материалы данной работы показывают, что вырубки зимней разработки подвергаются задернению сильнее и быстрее, чем летней. Также установлено, что вырубки зимней заготовки самостоя тельно возобновляются на 3…5 лет позже, особенно на плодородных поч вах.

Таблица 1. Распределение площади лесосеки по категориям повреждений почвы (%) различными машинами ТДТ- ВТМ-4 с ВТМ-4 с Зоны ВТМ-4 За комли Узкопасеный К-703 ПГС- метод 0 1 2,5 - 24 1 44 64 - 48 2 21 26 80 13 3 27 6 11 6 4 4 1,5 9 9 Такие данные имеются в работе В.Н. Данилина [34], написанной по результатам сравнительной оценки почвы в контроле и после сплошной рубки по "узкопасечной" технологии с использованием ТТ-4 и при бессис темной трелевке ЛП-18 пакетов, заготовленных ЛП-19. На организованной лесосеке почва была повреждена на волоках, занимающих 16-22% площа ди. Плотность почвы по сравнению с контролем (550 кг/м3) увеличилась на 40%, а в последнем варианте в 2,5 раза (1350 кг/м3). Скважность составила соответственно 76,2;

69,4 и 49,2%, водопроницаемость - 25,0;

23,2 и 0, мм/мин.

Изучение воздействия машин ЛП-19 в комплексе с трелевочными тракторами при сплошнолесосечных рубках на природную среду изуча лось также в Крестецком ЛПХ Новгородской обл. и в Советском лесоком бинате (Тюменская обл.) В Крестецком леспромхозе объектам изучения были ельник - черничник и ельник -зеленомошник, в Советском лесоком бинате - сосняк бруснично-багульниковый.

В ельнике - черничнике почвы дерново-сильно-подзолистые суглини стые. В процессе работы машина ЛП-19 укладывала деревья в пачки на бу дущем волоке (1 технология), под углом к волоку (2 технология) и комби нированно, т.е. на волок и под углом к нему (3 технология). Трелевка пачек производилась трактором ТБ-1. Пораненная поверхность почвы без учёта погрузочных площадок при первой технология составила 35,5% и при вто рой -77,5%. Сильно пораненная поверхность почвы была под волоками и размеры её составили 21-24% независимо от технологии [36].

В ельнике зеленомошном с дерновоподзолистой супесчаной почвой разработка лесосеки производилась по второй технологии с применением трелевочных тракторов ЛП-18А и ТТ-4. После работы ЛП-19 поранение гусеницами наблюдалось на 10,2% площади лесосеки, на которой плот ность почвы на глубине 0-20 см слабо изменилась. После трелевки леса как с применением трактора ЛП-18А, так и ТТ-4 поранения почвы наблюда лись почти на 80% площади лесосеки, причем сильно пораненная поверх ность составила после трелевки трактором ЛП-18А – 44%, ТТ-4 – 32,8%.

Увеличение плотности почва наблюдалось на 20-30% в зоне сильно изме ненной поверхности. Существенных различий в изменении состояния по верхности почвы и плотности после работы трактора ЛП-18 и ТТ-4 не про исходит. Наибольшая поверхность почвы с сильным поранением, а следо вательно, с большей плотностью верхнего слоя, встречается на площади лесосеки, прилегающей к погрузочной площадке(72,7-72,9%) и наимень шая в дальней части лесосеки (11,1-22,1%).

В ельнике зеленомошном с дерновоподзолистой суглинистой почвой разработка лесосеки производилась также по второй технологии, но с при менением трелевочных тракторов ТТ-4 и "Кларк". Почва после работы ЛП 19 поранена гусеницами на 12% площади. Изменения состояния почвы по сле трелевки больше в данном типе леса, чем в предыдущем. Автор работы [36] отмечает наибольшие изменения поверхности почвы после работы трактора "Кларк". К сожалению цифровые показатели в работе не приво дятся.

В сосняке бруснично-багульниковом с подзолистой супесчаной све жей почвой разработка лесосеки проводилась по 2 технологии. Почва по сле работы ЛП-19 поранена гусеницами на 95% площади лесосеки. Плот ность почвы на этой площади на глубине 0-15 см увеличилась на 22-26% и на глубине 15-20 см на 10%. Пачки трелевали трактором ЛТ-154 (гусенич ный) и ЛТ-157 (колесный). После трактора ЛТ-154 пораненная площадь составляет 84,2% без погрузочной площадки, в том числе сильно изменен ная поверхность - 38,6% (т.е. в тех же пределах, что и для гусеничных тракторов ЛП-18А и ТТ-4). Уплотнение почвы, в зоне сильного изменения поверхности, на глубине 0-10 см увеличилась на 25-36% и на глубине 10 20 см на 18-20%. После трелевки трактором ЛТ-157 верхний слой почвы уплотняется сильнее, чем после ЛТ-154.

Автор работы [36] делает вывод, что наименьшие поранения поверх ности почвы при использовании машины ЛП-19 и трелевочных тракторов разных типов наблюдаются при первой технологии (с укладкой деревьев на волок).

Как показали исследования [37] на свежих вырубках в пределах одно го и того же типа состояние и физические свойства верхних горизонтов почвы в различные сезоны лесозаготовок неодинаковы. Площадь вырубок с той или иной степенью поранения почвы при летних заготовках ВТМ- на месте ельника-кисличника составила 89%, а при весенних лесозаготов ках – 98%. В то же время, в местах лесозаготовок с применением на тре левке трактора ТТ-4 пораненная площадь составила 75%. [36]. Площадь со слабым поранением почвы занимает 50% (ВТМ-4) и 33% (ТТ-4). Площадь со средним и сильным поранением почвы при использовании этих машин получается почти одинаковой. Физические свойства почвы после загото вок с применением ВТМ-4 и ТТ-4 изменяются примерно на таких же пло щадях в одинаковой степени. На вырубках летних заготовок с применени ем ВТМ-4 плотность верхнего минерального слоя почвы (на глубине 0- см) на 81% площади составляв 630-680 кг/м3, а на 10% площади 860- кг/м3 и общая порозность соответственно 71-76% и 65-67%. На вырубках потенциально вейникового типа весенних лесозаготовок по сравнению с летними плотность верхнего минерального горизонта на значительной площади (более 70%) была на 150-200 кг/м3 выше, а общая порозность на 5-12% ниже.

В работе [36] отмечается, что после весенних лесозаготовок машиной ВТМ-4 площадь повреждения поверхности почвы значительно больше, чем после трелевки трактором ТДТ-75.

Физические свойства и кислотность верхних горизонтов почвы А1 и А2 на вырубках после применения ВТМ-4 и ТТ-4 (ТДТ-75, ТДТ-5) в преде лах одного типа существенных различий не имеют. Это же относится и к степени проективного покрытия почвы живым напочвенным покровом, степени задернения почвы и мощности в пределах одного типа вырубок.

Изменение этих показателей, по мнению автора работы, определяется, прежде всего, типом вырубок.

С увеличением давности рубок и усилением задернения поверхности почвы диапазон изменений физических свойств почвы уменьшается. На вейниковых вырубках 5-7 летней давности разных сезонов лесозаготовок в изменениях лесорастительных условий существенных различий нет. На этих вырубках наблюдается сильное задернение почвы (толщина 5-6 см), проективное покрытие живым напочвенным покровом – 80%. высота вей ника лесного - 80-90 см, плотность верхнего минерального горизонта поч вы - 1130 – 1180 кг/м3, общая порозность - 49-52%. Экологические условия для последующего возобновления хвойных пород на вейниковых вырубках неудовлетворительные.

На вырубках вейниково-осокового типа лесорастительные условия для последующего возобновления хвойных пород по сравнению с вейни ковыми более неблагоприятные.

В первое десятилетие ход и характер естественного возобновления лиственных пород на вырубках определяется прежде всего их типом. Су щественных различий в возобновлении лиственных пород в пределах од ного типа вырубок как после работы машин ВТМ-4, так и тракторов ТТ-4, ТДТ-55, не наблюдается [38].

Изучение воздействия машины ЛП-17 при сплошнолесосечных руб ках на природную среду изучалось в Оленинском леспромхозе (Тверская обл.). Объектом изучения были ельники-кисличники с дерново среднеподзолистой суглинистой почвой. Влажность верхних горизонтов в момент разработки довольно высокая.

Результаты исследований показали, что при работе машины в валоч но-трелевочном режиме, площадь без поранения почвы после разработки составляет 19-21% территории вырубок. Значительные изменения физиче ских свойств верхнего (0-5 см) слоя почвы произошли почти на половине площади вырубок. Плотность на 47-49% площади составила 1020 - кг/м3, а общая порозность 53,8 - 56,7%. В целом в процессе рубки древо стоя машина ЛП-17 оказывает на физические свойства почвы примерно такое же влияние, как машина ВТМ-4 и трактор ТДТ-75 [36, 38].


Ликвидация растительности при рубках и минерализация верхних го ризонтов почвенного профиля приводит к образованию поверхностного стока и может вызывать линейную эрозию. Увеличение поверхностного стока на вырубках отмечено многими исследователями.

Формирование поверхностного стока на вырубках может привести к полному уничтожению плодородного (гумусового) слоя почвы, восстанов ление которого требует очень длительного периода [39].

Образование поверхностного стока на вырубках обуславливает кон центрацию влаги в пониженных частях рельефа, что может привести к за болачиванию. Заболачивание вырубок-явление распространенное в рай онах Северо-Запада с избыточным увлажнением. Если на вырубке расти тельность уничтожается полностью, и практически полностью происходит минерализация верхних горизонтов почвы, явление заболачивания прояв ляется в большей степени [40].

Понятно, что на процент площади степень повреждения почвогрунта лесосеки, помимо технологии работ, огромное влияние оказывают техни ко-эксплуатационные параметры лесозаготовительных машин, в частности трелевочных тракторов. Следует отметить огромный вклад отечественных ученых в решение как отдельных технических задач, по уменьшению воз действия техники на почву, путем оптимизации отдельных конструктив ных параметров машин [42, 43, 44, 138] и технологии их работы [45, 46, 11, 137], так и фундаментальные труды крупнейших отечественных исследо вателей проблемы повышения эффективности лесозаготовительного про изводства.

К фундаментальным исследованиям следует отнести те труды, кото рые обеспечивают в перспективе оптимизацию технологических процессов в лесозаготовительной промышленности, включая: технологию лесосеч ных работ, транспортное освоение лесных массивов и экологическую эф фективность функционирования систем [47-49]. Если рассматривать фун даментальность исследования как исследование обеспечивающее в пер спективе высокую эффективность любого производства, то к научным фундаментальным трудам можно отнести исследования по управлению ле созаготовительного производства и технической эксплуатации машин и оборудования, участвующих в производстве. К таким исследованиям сле дует отнести труды докторов технических наук Андреева В.Н., Герасимова Ю.Ю., Анисимова Г.М., Большакова Б.М., Мазуркина Б.М., Ильина Б.А., Семенова М.Ф. [50-57]. В отдельную группу исследований следует выде лить труды по оценке влияния потенциальных свойств лесосечных машин и оборудования на технологию работ и эффективность производства. Кро ме перечисленных выше трудов ученых к этой группе исследований сле дует отнести труды докторов технических наук Александрова В.А., Багина Ю.И., Бартеньева И.М., Петровского В.С., Коробова В.В., Котикова В.М., Смирнова Ю.Д., Кочнева А.М. и др. [58-68].

Наиболее существенный вклад в проблему изучения влияния движи телей лесных машин на почвогрунты лесосек внесен учеными СПб ГЛТА им. С.М. Кирова, в частности учеными научной школы д.т.н., проф. Ани симова Г.М.

1.2.2 Воздействие техники и технологии лесосечных работ на биоло гическое разнообразие лесной среды Данный параграф работы может быть логически разбит на два ос новных компонента – это обеспечение сохранности хозяйственно ценных (главных) древесных пород и сохранение местообитания недревесных лес ных организмов.

1.2.2.1 Сохранение подроста Большое число исследований проведено по технологической и эко логической оценке вновь создаваемых отечественных лесосечных машин [97, 98, 99] и внедряемых зарубежных [98 – 101, 140]. При технологиче ской оценке исследуются годовая выработка на списочную машину в раз личных производственных условиях, стоимость машины и различные удельные затраты [98, 99]. Исследования скандинавской техники и техно логии в основном ограничивается сохранением подроста в различных поч венно-производственных условиях [100, 101, 102].

Результаты исследований по сохранению подроста хозяйственно ценных пород при работе агрегатных машин приведены в работах [36, 38, 81, 82, 83]. Объектами исследований были лесосеки, разработанные, ва лочно – трелевочными машинами ВТМ-4, ЛП-17 и валочно - пакетирущи ми машинами ЛП-19, работавшими в комплексе с трелевочными тракто рами ТБ-1, ЛП-18А, ЛТ-154, ЛТ-157 и "Кларк".

Технологический процесс лесосечных работ с применением перечис ленных машин заключался в следующем.

При разработке лесосек валочно-трелевочными машинами ВТМ-4 и ЛП-17 последние производили срезание деревьев, укладку их в пакети рующие устройство машины и трелевку пачек деревьев к погрузочному пункту. Схема разработки лесосеки - самая распространенная для этих машин - петлевая. При этой схеме машина перемещается в процессе рабо ты по всей площади лесосеки.

При разработке лесосек валочно-пакетирующими машинами ЛП- они производили срезание деревьев и укладку их в пачки. Трелевка пачек осуществлялась перечисленными выше тракторами. Схемы разработки ле сосек были различные. По первой схеме (1 технология) срезанные деревья укладывались на проход машины - будущий трелевочный волок. Таким образом, крона дерева в основном находилась на трелевочном волоке. По сле разработки каждой пасеки машина по объездному волоку возвраща лась в дальний конец очередной пасеки, делая холостой ход. Трелевка па чек деревьев производилась на один погрузочный пункт.

По второй схеме (2 технология) срезанные деревья укладывались на землю под углом 30-50° к волоку, чтобы волок был свободен для прохода трелевочного трактора. В результате вся крона деревьев находилась на по лупасеке и накрывала имеющийся подрост. Машина двигалась челночным способом. При движении машины от погрузочного пункта деревья укла дывались в пачки сбоку и впереди, а при движении к пункту - сзади и сбо ку машины. При этой технологии движение трелевочного трактора строго по волокам не выдерживалось.

По третьей схеме (3 технология) при разработке одной пасеки сре занные деревья укладывались на волок (как по 1 технологии), а при разра ботке второй пасеки - на полупасеку под углом к волоку (как по 2 техноло гии). Таким образом получалась комбинированная схема. В этой схеме, как и во второй, надобность в объездном волоке отпадает и холостые проходы машины значительно сокращайся. Трелевка пачек производилась на один погрузочный пункт.

Своеобразным вариантом была схема с двумя погрузочными пункта ми, расположенными по противоположным сторонам лесосеки.

В этом варианте при разработке пасек срезанные деревья укладыва лись на волок. Направление комлей пачек в соседних пасеках различное, так как машина, после разработки пасеки разворачивалась на соседнюю и двигалась в обратном направлении. В этом случае надобность в объездном волоке отпала.

Как показали исследования [36, 38, 81, 82, 83] валочно-трелевочная машина ВТМ-4 оказывает существенное воздействие на предварительное возобновление леса. Так при наличии жизнеспособного подроста ели под пологом леса около 5 тыс.шт/га с высотой 0,9-1,5 м, после разработки ле сосеки осталось не более 10%, из которых более 50% повреждено. Практи чески весь подрост уничтожается.

При разработке лесосеки машиной ЛП-17, независимо от того, в ка ком технологическом режиме она работает, также сохраняется не более 10% подроста ели.

Таким образом ВТМ-4 и ЛП-17 не способны сохранять достаточного количества подроста для надежного восстановления леса на вырубках, ес ли оно основывается только на предварительном возобновлении.

При разработке лесосек в Крестецком леспромхозе агрегатными ма шинами и тракторами ТБ-1 елового подроста сохранилось от 18 до 65% летом в том числе неповрежденного - от 10 до 57,2% и от 28 до 50% - зи мой. [36]. Осторожное извлечение деревьев из пасек с подростом машиной ЛП-19 и при трелевке трактором ТБ-1 только по волокам способствует большему сохранению подроста, но ведет к снижению производительно сти на 10-18%. Разработка лесосеки производилась по схеме с перпендику лярным расположением пасек (лент) к лесовозному усу. Ширина разраба тываемой ленты составила 14 м, волока 4-4,5 м. После валки деревьев со хранилось (без учета погрузочный площадок) 63-86% подроста ели, а по сле трелевки 16-50% (меньше во влажных типах леса, так как трактор ТБ- из-за избыточного увлажнения чаще выезжал за пределы волока).

Изучение воздействия валочно-пакетирующей машины ЛП-19 на подрост проводилось на лесосеках, указанных выше. После рубки ельника черничника с использованием ЛП-19 и ТБ-1, при исходном количестве подроста от 5,5 до 6,8 тыс.шт/га, сохранилось при работе по 1 технологии (с укладкой деревьев на волок) - 60,2%, по 2 технологии (с укладкой де ревьев под углом к волоку) - 7,9% и по 3 технологии (комбинированной) 36,1%, в том числе неповрежденного подроста соответственно 54,7;

3,4 и 27,9%. Средняя ширина пасек составила 14,5 м, 11,8 м и 14,2 м, а ширина волоков 4,2, 5,8 и 4,5 м. Основной процент повреждаемости приходится на трелевку. Автором работы [36] установлено, что по мере удаления от во лока к центру ленты процент сохранности подроста увеличивается почти до 100%. Это заметнее при 1 технологии. На полосе, примыкающей к во локу, процент сохранности подроста низкий, что объясняется воздействи ем на подрост высотой более 1,2 м корпуса (противовеса) машины ЛП- при его развороте во время выноса срезанных деревьев на волок, так как корпус выступает в сторону от края гусеницы на 1,7 м. На этой же полосе часть подроста всех высот уничтожается кронами трелюемых деревьев и при поворотах манипулятора на минимальном его вылете.

Результаты работы показали, что машина ЛП-19 одинаково воздейст вует на подрост по мере удаления от погрузочной площадки к дальнему концу лесосеки. Однако после трелевки трактором ТБ-1 сохранилось бли же к площадке 40,8%, в средней части лесосеки 64% и в дальней части 70,2%.

После рубки в сосняке-багульниковом с использованием ЛП-19 и тракторов ЛТ-157 и ЛТ-154 в Советском лесокомбинате были получены следующие результаты. При работе по 2 технологии (с укладкой деревьев под углом к волоку) площадь занимаемая пачками деревьев, составила 43,5% площади лесосеки без учета погрузочной площадки. После трелевки печек трактором ЛТ-154 на этой лесосеке сохранилось 4,2% подроста хвойных пород.

При работе по 1 технологии (с укладкой деревьев на волок) площадь занимаемая пачками деревьев составила 18,3% площади лесосеки (без по грузочных площадок). После работы машины ЛП-19 сохранилось 73,5% подроста, в том числе 70,6% неповрежденного. Ширина разработанной ленты составила 14,8 м, а волока - 3,2 м. После трелевки сохранилось 68,2% подроста, в том числе 61,2% неповрежденного, на лентах без воло ков соответственно 87 и 78%. С учетом погрузочных площадок сохрани лось 58% подроста. Площадь погрузочных площадок равнялась 1,8 га (15% площади всей лесосеки).

Автором работы [36] отмечается также, что при разработке лесосек в зимний период сохраняется 63-70% подроста, а с учетом погрузочных площадок 52-59%. Площадь двух погрузочных площадок занимала 0,70 0,77 га (15-12% территории лесосеки).

Для сопоставления приведем данные того же автора [36] о сохранно сти подроста при разработке лесосеки бензиномоторной пилой и тракто ром тб-1 (Крестецкий леспромхоз). При валке деревьев с полупасек вер шиной к волоку, с предварительной обрезкой вершин и крупных сучьев, после трелевки ТБ-1 сохранилось 52,2% подроста, в том числе неповреж денного 37,2%. На пасеках без учета площади волоков сохранилось 66,5% подроста. Большой процент уничтоженного подроста в данной технологии можно объяснить тем, что до 11,4% деревьев было повалено под углом 40 60° к волоку и 5,1% - под углом 60-90°. При сборе их в пачку они уничто жали подрост.

При трелевке деревьев за комель (обычная технология) сохранилось 11% подроста, в том числе 5,4% имеют повреждения.

Примерно аналогичные цифры приводятся в работе [9] при использо вании на трелевке трактора ЛП-18А.

А.М. Вечерин и Г.А. Гаркунов [84] дают следующую лесоводствен ную оценку машин по сохранению подроста. Установив при опытных руб ках, что применение ЛП-19 ЛТ-157 на твердых грунтах и с ЛТ-154 на сла бых позволяет сохранить летом в пасеке 62-67% мелкого и среднего под роста и 50-55% крупного, они сделали вывод, что эти машины отвечают требованиям лесного хозяйства, хотя производительность валочно пакетирущих машин за счёт подъёма дерева над подростом снижается на 20-25%. Все другие новые отечественные машины (ВМ-4, ВТМ-4, ЛП-17, ЛП-49, ТБ-1, ЛП-18, ЛП-18А) при трелевке деревьев за комель не обеспе чивают сохранения подроста, хотя имеют хорошие производственные по казатели.

При трелевке за вершины деревьев с помощью ЛП-18 и ЛП-18А можно сохранить 50-69% тонкомера. Линейные повреждения почвы не превышают 10%. Однако, производительность этих машин, по сравнению с трелевкой за комли снижается на 11,2%. [85].

В.А. Помазшок и В. А. Смердов [86] заявляли, что все агрегатные машины требуют усовершенствования, хотя сохранность подроста без по вреждений при сплошной рубке ЛП-19 в комплексе с ЛП-18 составила в их опыте 59%. При сохранении подроста производительность труда снижа лась. Площадь всех волоков (с магистральными) изменялась от 35% до 43% площади лесосеки.

Из этого анализа следует, что валочно-трелевочные машины типа ВТМ-4 и ЛП-17, ввиду небольшой ширины разрабатываемой ленты леса и особенностей технологического процесса их работы, не обеспечивают же лаемого сохранения природной среды, в особенности результатов предва рительного лесовозобновления. Хотя имеют хорошие производственные показатели.

Валочно-пакетирующая машина типа ЛП-19 обеспечивает высокий процент сохранности подроста и почвенного покрова при укладке деревьев на волок. Однако, ввиду того, что пачки при этом получаются небольши ми, резко снижается производительность трелевочного трактора (при этом процент сохранности природной среды не увеличивается из-за того, что машиной формируются, а трактором трелюются небольшие пачки). В то же время, машина ЛП-19 при работе по схеме, обеспечивающей достаточ ную производительность трелевочного трактора, не обеспечивает сохране ние природной среды.

Квалифицированная оценка влияния лесосечных машин на сохран ность подроста дана в работах [87, 88, 89]. Анализ этих работ показал, что сохранность подроста, минерализации и уплотнения почвы, размер площа ди лесосеки, подверженной отрицательному воздействию лесосечных ма шин и персонала, определяется не столько техникой, сколько организацией работ, физико-механическими свойствами почвы, характеристиками дре востоя, климатическими условиями или сезоном лесозаготовки;

поэтому результаты исследований влияния лесосечных машин на сохранность под роста и рекомендации исследователей по применению систем машин зна чительно отличаются. Исследователи Рубцов М.В. и др. [87] изучили влияние многооперационных машин и тракторов ТДТ-55 и ТТ-4 работаю щих по традиционной технологии: делянки разрабатывались узкими лен тами, на валке использовались бензиномоторные пилы, трелевали хлысты за комли с помощью тракторов ТДТ-55 и ТТ-4, сучья обрубались на лесо секе, разбрасывались за тем по площади вырубки. По другой технологии использовались на валке машины ЛП-19, на трелевке ЛП-154, ЛП-18А.

При этом на погрузочные площадки приходилось 22-28% площади лесосе ки. Определенная по аэрофотоснимкам густота транспортных путей и площадь погрузочной площадки, установленные в натуре параметры воло ков, путей прохода техники и дорог позволили определить размеры выруб ки занятой различными технологическими элементами. На делянках, раз рабатываемых с помощью многооперационных машин, она составляла 50% площади, на участках где применялась традиционная техника и тех нологии – в 2,5 раза меньше. При использовании многооперационных ма шин в летний сезон на волоках, дорогах и погрузочных площадках в све жих и влажных условиях почвы на производственных участках были очень изменены. В целом на обследованных делянках площадь с поверхностью почвы, поврежденной в сильной степени составила в черничнике свежем – 36 %, влажном – 43 %. Там, где применялась традиционная технология эти показатели были в 4 раза меньше. Все это можно трансформировать и на сохранность подроста [87].

Бартеньев И.М. и Винокуров В.Н. [90] на основании анализа иссле дований различных авторов установили, что ЛП-49 и ЛП-18А губят до 85% подроста и 85 % тонкомера. Трелевочные трактора из-за высокого давления на грунт даже при разовом проходе в почве с повышенной влаж ностью проделывают глубокую колею. В таких условиях волок после двух трех проходов трактора становится непроходим. Трактор с каждой новой пачкой вынужден проделывать новый след. В результате этого практиче ски вся площадь вырубки (90-95 %) оказывается изрезанной глубокими колеями, уничтожается до 90-93 % подроста и минерализуется почва на 65 80 %.

Процент поранений подроста и почвенного покрова по территории лесосеки распределяется неравномерно: больше в районе погрузочных пунктов и меньше в отдаленных частях лесосеки. Общий же средний про цент на лесосеке зависит от площади, занимаемой волоками и погрузоч ными пунктами. В свою очередь количество последних зависит от пара метров машин и трелевочных тракторов и схемы планировки лесосеки, а это, соответственно, влияет на производительность машин и тракторов и экономическую эффективность проведения лесовосстановительных меро приятий. Таким образом, получается тесная взаимосвязь всех перечислен ных моментов.

Из всех видов лесовозобновления (естественное, искусственное и смешанное) современная лесоводственная наука считает наиболее пред почтительным естественное и, иногда, смешанное [91].

В настоящее время считается, что из всех мер содействия естествен ному лесовозобновлению наиболее действенным является сохранение под роста, т.е. основная ставка делается на сохранение результатов предвари тельного лесовозобновления. Для осуществления такого способа содейст вия разработаны специальные способы заготовки леса (Костромской спо соб при механизированной валке, челночный способ при работе ВТМ и др.), которые позволяют сохранять до 65% имеющегося на пасеках подрос та снижая при этом производительность основных работ. В научной лите ратуре встречаются сведения, что такой метод содействия позволяет со кратить оборот рубки главной породы на 10 – 50 лет.

Однако, такой подход далеко не всегда оправдан следующим причи нам:

• известно, что на большей части территории покрытых лесом равнинных земель лесного фонда РФ главными породами являются хвойные;

• в лесах, где в качестве главной породы выбраны светолюбивые хвойные (сосна, лиственница) подрост данных пород практически отсутствует из-за их неспособности нормально развиваться под материнским пологом;

• в лесах образованных теневыносливыми хвойными (ель, пихта) имеется большое количество подроста, однако, по нашим наблюдениям и по дан ным других исследователей [92], большое количество сохраненного при лесозаготовках подроста погибает в первые 5-10 лет после сплошной руб ки из-за резкого изменения микроклимата и светового режима после уда ления материнского полога (ожог хвои и шейки корня, выжимание корней и пр.). Причем, процент отмирающего подроста напрямую зависит от типа вырубки, а, следовательно, от предшествующего ей типа леса.

• отмирающий в течении 1-2 классов возраста подрост захламляет лесо секу повышая ее пожароопасность и увеличивая риск поражения леса вре дителями и болезнями.

В связи с этим можно утверждать, что в определенных типах леса отказ от сохранения подроста, с обязательным оставлением семенников, может дать в большей степени положительные, нежели отрицательные результа ты по следующим причинам:

• технологии лесосечных работ без сохранения подроста более произво дительны;



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.