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.

1. 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».