CC BY
49
К вопросу оптимизации ресурсно-сырьевой и биосферно-стабилизующей функций лесонасаждений
В.А. Азарёнок, к.т.н., профессор, Уральский ГЛТУ,
А.И. Колтунова, д.с.-х.н, профессор, Оренбургский ГАУ
В рамках смены парадигм в лесном хозяйстве большинства стран от ресурсной к биосферной и в рамках обязательств по Киотскому протоколу разрабатываются стратегии ведения лесного хозяйства (менеджмента) «на углерод». В настоящее время существуют три основные стратегии: накапливающий, замещающий и охранный менеджмент [1].
Накапливающий менеджмент осуществляется посадкой углерододепонирующих насаждений на нелесных территориях. Однако только третья часть экологически пригодных земель может быть использована для таких лесохозяйственных мероприятий.
Углерододепонирующую способность лесов можно также увеличить при помощи соответствующих лесохозяйственных мероприятий (рубки, ухода, внесения удобрений и др.).
Замещающий менеджмент состоит в замене ископаемого топлива биотопливом, в результате чего существенно сокращаются чистые выбросы углекислоты в атмосферу. Новые лесопосадки (леса Киото) способствуют эффекту долгосрочного депонирования углерода.
Охранный менеджмент заключается в максимально возможном сохранении существующих запасов углерода в лесных насаждениях путём снижения вырубки лесов. Если это невозможно, то путём модернизации лесозаготовительной практики, применения более совершенных технологий лесозаготовок.
Исследования биопродуктивности лесных экосистем являются и будут важнейшими до тех пор, пока требуются решения по таким проблемам, как глобальные изменения, устойчивое развитие и сохранение биоразнообразия.
Интеграция РФ во всемирную торговую организацию предполагает сертификацию лесов и технологических процессов лесопользования.
Существующая практика не соответствует общепринятым в европейском сообществе критериям устойчивого лесопользования, в том числе по общепризнанным международным системам сертификации: Совета по управлению лесами (ЕС) и Европейской лесной сертификации (РЕЕС), что снижает конкурентоспособность лесной продукции российского происхождения на европейских рынках. Кроме того, не обеспечивается ведение лесного хозяйства на уровне
возрастающего значения не только сырьевой, но и средообразующей функции лесов. Поэтому необходимы исследования технологических процессов лесозаготовок на базе различных систем машин, с целью решения вопроса их соответствия определённым природопроизводственным условиям. Исследование влияния различных технологий рубок и их параметров на компоненты леса с учётом типов леса, степени техногенной и антропогенной нагрузки и выполняемых насаждением функций позволит реализовать принципы устойчивого управления лесами в регионе. Результаты исследований позволят выработать методику выбора технологических параметров рубок, наилучшим образом соответствующих лесорастительным условиям конкретных насаждений.
В настоящее время применяются преимущественно сплошнолесосечные рубки, доля которых составляет 85—90% от общего объёма лесозаготовок [2]. Во многих случаях они не соответствуют структуре лесного фонда и не обеспечивают возобновительный потенциал насаждений. Применяющиеся машины, механизмы и технологии лесозаготовок сопровождаются трансформацией лесной среды, ухудшая лесорастительные условия и затрудняя своевременное и высококачественное восстановление лесов на вырубках.
В нашем исследовании принята ориентация на мировую тенденцию и концепцию устойчивого управления лесными ресурсами, в соответствии с которой ресурсно-сырьевая и биосферно-стабилизирующая парадигмы не противопоставляются одна другой, а рассматриваются в едином комплексе.
В ходе исследований заложено четыре опытно-производственных стационара общей площадью 314,8 га по изучению лесоводственной эффективности различных способов рубок.
Опытно-производственные стационары представляют преимущественно сосновые древостои разнотравного, ягодникового, брусничного и черничного типов леса, произрастающие в трёх лесорастительных округах и провинциях.
Опытные рубки, выполненные в ходе исследований, включают как законченные варианты, так и варианты, находящиеся в стадии эксперимента.
При хлыстовой трелёвке заготовляемой древесины сохранение подроста может быть обеспечено применением широко апробированной
и хорошо зарекомендовавшей себя технологии с валкой деревьев вершиной на волок в направлении трелёвки под острым углом к трелёвочному волоку и обрубкой сучьев на месте валки.
В последние годы при заготовке древесины начинает широко применяться сортиментная технология. Задача сохранения подроста предварительной генерации может быть решена на основе применения технологии с работой харвестера в трёх режимах и форвардера на подвозке сортиментов. При этой технологии сначала разрубаются смежные пасечные волоки, стоящие друг от друга на расстоянии до 40 м, и прилегающие ленты, досягаемые для манипулятора харвестера. Затем харвестер переходит для работы на оставленную между вырубленными полосами ленту и, перемещаясь по её центру, осуществляет валку деревьев под прямым углом к ближайшему волоку. Обрезка сучьев и раскряжёвка поваленных деревьев осуществляются во время следующего прохода харвестера по разрубленным ранее волокам.
Однако реализация сохранения подроста при постепенных рубках лучше обеспечивается сочетанием сортиментной технологии заготовки с ручной валкой деревьев с середины пасеки вершиной на ближайший волок. Сваленные деревья в последующем обрабатываются харвестером, передвигающимся по трелёвочному волоку.
Предлагаемые технологии лесосечных работ позволяют минимизировать причиняемый природе вред проведением лесосечных работ и обеспечивают осуществление насаждением защитных функций.
Лесоводственная эффективность постепенных рубок в сосняках подзоны средней тайги Урала оказалась достаточно высокой. При выборке в первый приём 32—42% запаса оставшаяся часть древостоя не только не теряет устойчивость, но и увеличивает свой прирост в 1,2—1,5 раза по сравнению с контрольным древостоем.
В условиях южной подзоны тайги проведение равномерно-постепенных рубок в сосняках разнотравного, ягодникового и брусничного типов леса обеспечивает более высокие темпы увеличения таксационных показателей по сравнению с таковыми в контрольных древостоях.
Обеспечение формирования сосновых мо-лодняков постепенными рубками возможно при наличии подроста сосны предварительной и сопутствующей генераций. Формирование подроста сопутствующей генерации можно обеспечить содействием естественному возобновлению путём минерализации почвы за 5—7 лет до рубки почвообрабатывающими орудиями или целевым палом.
Несмотря на уборку в процессе первого приёма равномерно-постепенных рубок значительной части деревьев, оставшаяся часть
сохраняет устойчивость против ветра, и доля ветровальных деревьев не превышает 4,5% от запаса оставленных на доращивание деревьев.
Санитарное состояние древостоев, пройденных равномерно-постепенной рубкой, значительно лучше, чем в контрольных древостоях. Если последние оцениваются как ослабленные, то пройденные первыми приёмами равномернопостепенной рубки — как здоровые.
Экологизированные технологии рубок позволяют гармонизировать лесопользование и обеспечить устойчивое управление лесами. Динамика накопления фитомассы древостоя-ми в режиме хозяйственного воздействия ещё недостаточно исследована. Нами осуществлён прогноз накопления приходной части углеродного баланса при проведении постепенных рубок.
Сравнение данных прогноза прироста после рубок с контрольными в возрасте прогноза показывает, что превышение достигает 50% и более в зависимости от фракций фитомассы и породы. Так, по сосне увеличение темпов изменения массы ствола составляет (при выборке запаса от 20 до 50%), соответственно, 39—40%, массы ветвей — 27—30%, массы хвои — 34—38%, массы нижнего яруса — 12—16%. У ели возрастание прироста массы ствола близко к сосне — 38—39%, однако остальные фракции после проведения рубок резко активизируют прирост: ветвей — от 45 до 47%, хвои — 42—45%, нижнего яруса — 48—50%. У лиственницы темп увеличения массы после проведения рубок ниже и составляет: стволов — 35—37%, ветвей — 28—30%, хвои — 54—55%, нижнего яруса — 28—31%. Аналогичные тенденции изменения среднепериодического текущего прироста наблюдаются и у других пород. Наибольший темп увеличения массы ствола и ветвей у пихты (58 и 71%), наименьший — у осины (24 и 25%). Активизация накопления массы хвои наибольшая у лиственницы, наименьшая — у пихты. По темпам прироста нижнего яруса лидируют осинники, в аутсайдерах — сосняки.
Прогноз накопления фитомассы насаждениями через 20 лет после проведения рубок в древостоях в сравнении с контролем позволяет констатировать, что в возрасте 130 лет сосновые насаждения после выборки 20% запаса в 110 лет накопили 85,5% углерода по сравнению с контрольными насаждениями, при выборке 30% запаса — 76,8%, при выборке 50—59,4%.
Таким образом, увеличение общей надземной фитомассы в сосняках в течение 20 лет после рубки составляет +5,5; +6,8; +9,4% от контроля с учётом снижения его массы на величину выборки. Это превышение по другим породам достигает соответственно: по ели — +5,3; 6,4; 3,6%; лиственнице — +3,5; 4,3; 5,9%; пихте — + 5,8; 6,3; 7,0%; берёзе - + 10,8; 12,7; 16,3%;
осине — +5,0; 6,3; 8,8%. Наиболее значительные показатели возрастания общей фитомассы в березняках после рубок объясняются тенденциями изменений показателей, обусловленными не только технологией, но и биологическими особенностями породы.
Литература
1. Курбанов Э.А. Углерододепонирующие насаждения Киотского протокола. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. 184 с.
2. Исаев A.C., Коровин Г.Н., Сухих В.И. и др. Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России (аналитический обзор). М.: Центр экологической политики России, 1995. 155 с.
