В результате концентрированных рубок

Особенностью концентрированных рубок является сводка леса на большой площади лесосеками с короткими сроками примыкания (менее 5 лет) или одной лесосекой более 50 га. В результате этого образуется открытое пространство с ухудшенными лесорастительными условиями.

На поверхности почвы, по сравнению с лесом, амплитуда температурных колебаний возрастает, и в южной европейской тайге заморозки возможны в любой месяц вегетационного периода. Днем температура воздуха у поверхности земли может подниматься до критических для всходов хвойных пород даже в северной тайге. Так, по данным В.А. Аникеевой (1989) на Европейском Севере, в июне на поверхности почвы, в ельнике температура воздуха изменялась от –2, 1° до +27, 4°, а на вырубке от –7, 0° до 51, 2°С, т.е. всходы могут погибать как от заморозков, так и от опала корневой шейки.

Высокие температуры, ветер усиливают испарение влаги, запасы которой в уплотненной лесосечными машинами почве уменьшаются, почти исчезает микориза. Иссушение и обеднение почвы наблюдается после концентрированных рубок на закарстованных равнинах, подстилаемых гипсами и известняками, на склонах. Вероятность засух возрастает из-за сдувания снега в низкие элементы рельефа, к стенам леса, более глубокого промерзания почвы и быстрого стаивания снега.

Необходимая для всходов влага потребляется злаками. Они, осоки своими вертикальными листьями усиливают заморозки, потому что, излучая тепло, листовые пластинки охлаждаются, воздух вокруг них остывает, свободно опускаясь к почве, всходам. Наоборот, травяные растения с горизонтально расположенными листовыми пластинками (кипрей, сныть и др.) уменьшают возможность возникновения заморозков у поверхности почвы и предохраняют всходы от замерзания. В жаркую солнечную погоду такой покров защищает самосев от опала корневой шейки.

Крупные вырубки способствовали продвижению на север очагов майского хруща, повреждающего корни самосева сосны и культур.

На ровных местоположениях в условиях холодного и влажного климата, и тем более в низинах, концентрированные рубки приводят к другим отрицательным последствиям. Поскольку после рубки транспирация падает, все осадки достигают поверхности почвы, а её водопроницаемость уменьшается в 3-10 раз (из-за разрушения лесной подстилки и заиления капилляров, более крупных пор и полостей в почве, а также уплотнения её машинами), развиваются процессы глееобразования и заболачивания. На волоках под тяжестью машин (удельное давление ТТ-4 без груза – 46 кПа, ЛП-19 – 76 кПа, у колесного трактора ЛТ-157 – 200 кПа) почва уплотняется еще больше, и в долгомошниках, влажных черничниках, даже при 2–3-кратном прохождении трактора, вода в колее застаивается в течение лета и волока становятся очагами заболачивания. Это явление захватывает и мелкие русла ручьев и речек, что вместе с заносом продуктов эрозии приводит к “укорачиванию русел”. Исчезновение водотоков усиливает заболачивание территории.

На вырубках с песчаными почвами иногда наблюдается ветровая эрозия, а на склонах с почвами любого механического состава развивается водная эрозия из-за увеличения поверхностного стока. Так, по данным А.А. Молчанова (1960) смыв почвы в холмистых условиях при увеличении ширины лесосеки с 50 до 400 м возрастает в 4-5 раз. Применявшиеся концентрированные рубки даже в Тульских засеках с 1930 по 1939 гг. были запрещены, потому что из-за быстрого снеготаяния стала развиваться водная эрозия, вызывающая образование оврагов и обмеление рек. На Урале длительное применение сплошных рубок привело к развитию эрозионных процессов до образования каменистых россыпей. На склонах Прибайкалья может сноситься с 1 га за год 6 т мелкозема. Особенно почвенная эрозия развивается вдоль дорог с уклоном более 10°. Поэтому допустимы, считает В.В. Бизюкин (1987), участковые сплошные рубки лесосеками менее 5 га, а на склонах 11-25° – несплошные рубки интенсивностью 25-40% запаса.

Таким образом на 10-20% площади концентрированных вырубок образовались гольцы и болота.

По данным А.А. Молчанова (1974) годовой коэффициент поверхностного стока резко повышается с увеличением безлесной площади за пределами 500´ 500 м (в 2 раза при размерах 800´ 800 м, в 7 раз – при 2000´ 2000 м). Отсюда наблюдаются разрушительные действия наводнений от ливневых дождей и паводковых вод, исчезновение десятков родников и ключей, пересыхание речек в меженный период, ухудшение качества воды сохранившихся водотоков из-за повышения концентрации нитратов, аммиака, хлоридов, сульфатов, магния, калия, взвешенных частиц.

Вследствие этого увеличивается бактериальное загрязнение воды, в реках возникает процесс евтрофирования: развиваются диатомовые водоросли, уменьшается бентос и видовое разнообразие беспозвоночных, что ухудшает условия обитания лососевых рыб (Лешко и др., 1998).

На волоках, в пониженных местах вмятые гусеницами порубочные остатки медленно разлагаются в условиях анаэробиса с выделением в окружающую среду вредных веществ (формальдегиды и др.) [ ].

Особенно плодородие почвы стало снижаться с применением тяжелых машин, созданных без учета лесоводственных требований. Так, валочно-трелевочная машина ВТМ-4 и валочная машина ВМ-4 (ВМ-4А), подходя к каждому дереву, повреждает вместе с трелевочным бесчокерным трактором ЛП-18А более 60-80% поверхности почвы. Плотность её увеличивается с 0, 50 до 1, 37 г/см³, что приводит к снижению прироста сосны. Физические свойства почвы восстанавливаются только во втором десятилетии (Исаев, 1981). Поэтому валочно-трелевочные машины были запрещены в Республике Коми. В Приангарье же сильньно минерализованная почва комплексом машин ЛП-19 и ЛП-18 долго не зарастает живым напочвенным покровом, что позволяет возобновиться сосне при наличии источников обсеменения (Титов, 1999).

Наши исследования (Тихонов и др., 1983) в холмистых условиях Вологодской обл. показали, что применение валочно-пакетирующей машины ЛП-19 с трелевкой пачки деревьев за комли трактором ТТ-4 (с лебедкой) к сучкорезной машине в типе леса ельник травяной позволяет сохранить лесную почву без повреждений на 5-10% вырубки. На 10-15% повреждается или полностью сдирается только подстилка, что улучшает условия лесовозобновления. На такой же части вырубки происходит перемешивание подстилки, гумусового и подзолистого горизонтов, что способствует смыву почвы на склонах. Это явление усиливается, а процесс лесовозобновления ухудшается при перемешивании всех горизонтов почвы (на 15-20% площади). Наиболее тяжелый вид представляют колеи машин в виде сплошных канав или отдельных ям глубиной 20-60 см, занимающих 10-20% вырубки. В этих местах даже на слабо выраженных склонах (5°), в результате эрозии, почва может смываться до материнской породы. Неблагоприятные условия для лесовозобновления создаются также на буграх, образующихся путем сдвига почвенных горизонтов гусеницами машин (на 5-15% площади) и особенно в местах скопления порубочных остатков около сучкорезных машин. До 15% площади занято слоем таких остатков мощностью от 20 до 100 см и более, на которых в первое десятилетие не образуется леса. В целом можно ожидать снижения производительности леса на один класс бонитета.

По данным ВНИИЛМ в равнинных лесах других областей на сплошных вырубках любых размеров учаски с ненарушенными почвами составляют 5-22% площади, на 75-93% они сильно перемешены и уплотнены, восстановление плодородия почвы может растянуться в отдельных местах на 15-100 и более лет. Применяющиеся сучкоподборщики (ПСГ-3 или бульдозер ТТ-4) сдирают основную массу лесной подстилки и часть гумусового горизонта. Сильно переувлажненные от дождей грунты превращаются в киселеобразную массу, которая после высыхания покрывается сеткой глубоких трещин, наподобие такыров.

Отрицательно влияет на природную среду и валочно-трелевочная машина ЛП-49 с вылетом манипулятора на 5 м и давлением на грунт до 80 кПА. На Европейском Севере, на месте бывших черничников сильно минерализованные и захламленные участки, в том числе с погребенными сучьями, встречаются на 13% площади, со слабым и умеренным повреждением почвы – на 36%, парцеллы с развитым мохово-кустарниковым покровом занимают 28% и на остальной площади (23%) оставлен еловый подрост и тонкомер (Цветков, 1997).

Допустимый вред почве наносят харвестры Софит с вылетом манипулятора 7-10 м, трелевщик-пачкоподборщик ЛТ-154.

В зависимости от применяемого комплекса лесосечных машин благоприятная для лесовозобновления минерализация почвы совершается лишь на 10-20% вырубки.

На нарушенной, обедненной почве концентрированных вырубок медленно возобновляются виды живого напочвенного покрова. Так, на месте ельников травяных после лесосечных работ машинами ЛП-19, ТТ-4, сучкорезки СМ-2 и челюстного погрузчика П-19 от обилия света быстро погибают уцелевшие зеленые мхи, копытень европейский, седмичник европейский, черника, щитовник игольчатый, встречаемость которых через 7 лет, к началу формирования лесного биогеоценоза, несколько повышается, но остается в 1, 5 – 2, 5 раза ниже исходной встречаемости под пологом леса. Так уменьшается численность лекарственных растений, ягодников. Более длительный период требуется для восстановления их на участках лесозаготовок в сырое время года, когда мелкозем разносится гусеницами машин почти по всей территории вырубки, погребая под собой остатки растений. У половины лесных видов встречаемость в 50-метровой полосе у стены леса выше. На образующихся кипрейно-снытевых вырубках в большей степени возобновляется береза, ива козья. На отдельных вырубках доминирует осина. Густота ели не превышает 1000. Сомкнутость древесного полога 0, 4 возникает во втором десятилетии.

Отмеченная ксерофизация концентрированных вырубок на склонах, тем более в результате эрозионных процессов, способствует образованию лишайниковых вырубок на песчаных почвах и луговиковых вырубок на суглинках [ ]. На ровных местоположениях по волокам и в других местах с уплотненными почвами расселяется ситник развесистый, вредно влияющий на прорастание семян и рост ели вследствие токсичности водорастворимых выделений ситника. При распространении его, особенно после бессистемной трелевки или работы тракторного сучкоподборщика ПС-5, на 40-70% площади формируется ситниковый тип вырубки. Распространенным является тростниковидновейниковый тип вырубки, долго не зарастающий даже мелколиственными породами. При заболачивании почв образуется ланцетновейниково-сфагновые, сфагновые и тростниковые типы вырубок с неблагоприятными условиями для возобновления хвойных пород. Все это отрицательно сказывается на составе и производительности древостоев.