Основным продуктом леса является древесина. Это один из немногих возобновляемых ресурсов, который широко используется в народном хозяйстве.
Древесину можно и нужно заготовлять во всех лесах, координируя только способы ее рубки с целевым назначением насаждений.
При заготовке древесины применяются способы, позволяющие получить продукцию, нанеся при этом возможно меньший вред лесу. На характеристике их мы и остановимся.
Выборочные рубки. Характерной особенностью этого способа рубок является то, что в процессе их проведения вырубают только отдельные деревья, а насаждение со всеми его признаками и свойствами остается. Вначале древесину заготавливали именно методом выборочных рубок: человек шел в лес, выбирал нужное ему дерево и срубал его. Пока потреблялось мало древесины и была возможность выбирать нужные деревья, такой способ заготовки применялся повсеместно. Почти абсолютное преобладание в то время природных (разновозрастных) древостоев и не давало оснований к применению других способов рубок. Деревья вырубали по мере подрастания. Два столетия назад выборочные рубки были обоснованы теоретически в Германии. Оттуда они перешли во Францию, где даже вошли в Наполеоновский лесной кодекс, и затем распространились по всему миру.
Впоследствии выборочные рубки совершенствовались применительно к различным насаждениям. Устанавливалась определенная интенсивность и повторяемость рубок, были разработаны отдельные их виды. Но вскоре они, за самым малым исключением, прекратили существование. И это несмотря на то, что при выборочных рубках древостой не разрушается и выполняет свои защитные функции, сохраняются все преимущества разновозрастного древостоя по использованию солнечной радиации и почвенно-грунтовых условий, отпадает необходимость заботиться о восстановлении леса.
К недостаткам выборочных рубок следует отнести, прежде всего, малое количество древесины, заготовляемой с единицы площади за один прием, а следовательно, необходимость в значительном развитии дорожной сети, чтобы заготовить требуемый объем древесины. Но это является недостатком только в том случае, если смотреть на лес и заготовку в нем древесины как на временное мероприятие. Если же вести долговременное лесопользование, то широко развитая дорожная сеть оправдает себя и при выборочных рубках большие капиталовложения потребуются только вначале.
Вторым недостатком выборочного способа рубок является невозможность механизации целого ряда работ, особенно по сбору и вывозке древесины с лесосеки. Существующие машины имеют крупные габариты и требуют прорубки специальных просек для передвижения — так называемых «волоков». Но и в этом случае наблюдаются значительные повреждения стволов, а в горных условиях и корней оставляемых деревьев. Эти повреждения приводят к образованию гнилей, и, в последующем, к снижению качества заготовленной древесины.
В последние годы большинство лесоводов мира, убедившись в серьезнейших недостатках широко применяющихся сейчас сплошных рубок, вновь выступают за повсеместное внедрение рубок выборочных. Длительное время противники выборочных работ, ссылаясь на данные специальных исследований, утверждали, что в природном разновозрастном лесу низок прирост древесины, а следовательно, и низка общая его производительность.
Все это верно, но не следует забывать, что в верхнем ярусе древостоев располагаются самые старые деревья, которые давно уже не только не растут сами, но и мешают расти деревьям, расположенным в нижних ярусах. Для древостоев это не имеет значения. Для деревьев как биологического вида необходимо удержать территорию за собой, экономно расходуя пищевые ресурсы. И они успешно справляются с этим. Для человека же наиболее важно, чтобы в год прирастало больше древесины. И это возможно. Нужно только своевременно вырубать прекратившие рост деревья.
В настоящее время уже разработаны сбалансированные структуры, при которых обеспечивается максимальное наращивание древесины. Используя их, можно вести рубки во всех лесах, независимо от их целевого назначения. В некоторых странах уже имеются опытные партии механизмов для воздушного транспорта древесины. Наибольшее распространение из них получили канатные установки с аэростатами. Кое-где они уже внедрены в производство и используются при заготовках древесины в горных условиях. Проведены успешные опыты по использованию таких установок и применению на лесозаготовках вертолетов и в нашей стране. Использование воздушного транспорта позволит избежать повреждений деревьев и почвы во время вывозки леса и сократить дорожное строительство.
Сплошные рубки. Этот вид рубок появился на рубеже XIX и XX столетий, когда резко увеличился спрос на древесину. В лес пришла техника. Вначале это были неуклюжие (только что созданные) тракторы, которые могли работать только на полностью очищенной от деревьев площади, поэтому приходилось вырубать даже те деревья, которые потом не использовались. Замена лошади трактором привела к замене выборочных рубок сплошными. Впоследствии машины, используемые для заготовки леса, совершенствовались, но основа их остается неизменной и в настоящее время: все они могут нормально работать только на сплошных вырубках.
Сплошные рубки позволили внедрить высокую механизацию, которая обеспечивала и более высокую производительность труда, и, следовательно, более низкую себестоимость заготовляемого леса. Они также позволили сконцентрировать работы в одном месте, так как с единицы площади можно было брать значительно большее количество древесины. Сторонники таких рубок попытались обосновать их и теоретически, с лесоводственной точки зрения, доказывая, что природные древостой одновозрастны, а вести выборочные рубки в одновозрастных древостоях нецелесообразно, поскольку оставлять при рубке деревья меньших размеров, но одного возраста с вырубленными, нельзя, так как это равносильно искусственному отбору худших по наследственным качествам деревьев. Получится как бы селекция наоборот.
По величине единовременно вырубаемой площади, которая носит название лесосеки, сплошные рубки делят на сплошнолесосечные и концентрированные. Все деревья как в том, так и в другом случаях вырубают в течение одного года. Иногда выделяют еще и условно-сплошные рубки, когда на вырубке остается часть не находящей сбыта древесины. Так часто случается в таежных районах, где нет потребности в низкокачественной древесине.
Сплошнолесосечные рубки ведутся на ограниченных площадях — лесосеках, длина которых равна длине квартала или спелого участка леса, а ширина от 25 до 250 м. Сплошнолесосечные рубки ограничены рядом факторов, которые призваны снизить их неблагоприятное влияние на лес и, самое главное, обеспечить восстановление нового древостоя на вырубке естественным путем. Так, ширина лесосеки принимается в зависимости от дальности разноса семян ветром, причем часто направление лесосеки устанавливается поперек направления наиболее распространенных ветров, а направления рубки — против этих ветров, т. е. таким образом, чтобы ветер наносил семена на вырубку. Эту же роль играли и устанавливаемые способ и срок примыкания лесосек друг к другу. Считалось необходимым, чтобы один семенной год прошел, пока еще стена невырубленного леса находилась рядом с вырубкой. Продолжительность срока примыкания для этого принималась равной периоду повторяемости урожайных (или семенных) лет.
Особое значение в обеспечении естественного возобновления придается деревьям, специально оставляемым на вырубке для ее обсеменения. Такие деревья-семенники оставляют либо равномерно, по одному (если имеют дело с породой, не подверженной влиянию ветра), или группами (если оставляют в качестве семенников ветровальные древесные породы). Группами (в виде куртин или полос) оставляют семенники и в том случае, если одиночное и равномерное их расположение препятствует проведению работ. Однако оставление деревьев-семенников или их куртин далеко не всегда приносит эффект.
Концентрированными называются рубки, проводимые на лесосеках шириной более 250 м. В этом случае все направлено на создание наиболее благоприятных условий для заготовки древесины, с расчетом на последующее искусственное лесовозобновление. Ограничения в размерах лесосек и сроках примыкания не влияют ни на процессы естественного возобновления древесных пород, ни на сохранение лесной среды.
Сплошные концентрированные рубки как организационная форма лесозаготовок стала широко применяться в нашей стране с 30-х годов текущего столетия ц связи с индустриализацией народного хозяйства и резко возросшей потребностью в древесине. Концентрированные рубки — основной способ заготовки древесины в промышленных лесах Севера, Урала, Сибири и Дальнего Востока. Применение их позволило эффективно использовать мощные машины и механизмы, которыми оснащена современная лесная промышленность. К настоящему времени все основные операции технологического процесса концентрированных рубок механизированы. Укрупненные комплексные бригады вооружены валочными и валочно-пакетирующими машинами, моторными пилами, трелевочными агрегатами, электро — и бензосучкорезками, погрузочными и другими механизмами. Все это ведет к повышению эффективности капиталовложений, росту производительности труда, создает благоприятные условия для внедрения новой техники.
Естественное возобновление на площадях концентрированных рубок фактически может быть обеспечено лишь путем сохранения подроста древесных пород, который имелся в древостоях до рубки. Имеется много различных схем разработки лесосек, при которых сохраняется достаточное количество подроста. Но еще недостаточно изучен вопрос выживаемости подроста и качества образующегося из него древостоя. К тому же с ростом мощности лесозаготовительной техники резко уменьшается количество сохраняемого подроста. А при естественном лесовозобновлении на крупных по площади вырубках в первую очередь возобновляются породы с далеко разносимыми ветром семенами — осина и береза.
С лесоводственной точки зрения сплошные, особенно концентрированные, рубки имеют ряд недостатков. Большинство площадей концентрированных рубок расположено в природных, абсолютно разновозрастных древостоях. В этих условиях количество древесины, заготовленной с единицы площади, почти не превышает аналогичное при выборочных рубках. Оно редко достигает 100 м3 с 1 га. Во время сплошных рубок вместе с деревьями, уже прекратившими рост, вырубают и деревья, только вступившие в пору интенсивного наращивания древесины, и даже совсем молодые. Оставление их при выборочной рубке позволило бы использовать период интенсивного роста и через 30—40 лет снова заготовить столько же древесины.
Самое же страшное в том, что уничтожаются созданные в течение многих тысячелетий естественные группировки растений, где все приспособилось к условиям существования и друг к другу. После сплошных рубок на освободившейся от леса площади поселяются случайные растения, которые так и не успевают приспособиться друг к другу. И не потому ли мы все чаще встречаемся с массовым размножением вредных насекомых, гибелью древостоев от неблагоприятных факторов, болезней и т. п.? Все это предстоит еще изучить.
Мы уже рассматривали некоторые вопросы изменения среды под влиянием вырубки лесов. Нарушаются водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические и другие свойства растущего леса, на длительный срок прекращается заготовка многих недревесных продуктов. Сплошная вырубка лесов часто сопровождается стремительными наводнениями, размывом и смывом почвы.
Постепенные рубки. Еще в конце прошлого века появились специальные виды рубок, которые должны были уменьшить, если не предотвратить совсем неприятные последствия сплошных рубок и сохранить некоторые их положительные свойства для лесной промышленности. Рубки эти получили название постепенных. Они представлены двумя видами: семенно-лесосечными и группово-выборочными. Семенно-лесосечные рубки часто называют просто постепенными. Основная задача этих рубок заключается в том, чтобы ко времени заготовки всех деревьев на вырубке уже образовался молодой древостой. Постепенные рубки также предназначены для заготовки леса в одновозрастных древостоях.
Семенно-лесосечные рубки характеризуются удалением спелых деревьев в несколько приемов в течение периода продолжительностью не более одного класса возраста. При полных (или классических) семенно-лесосечных рубках древостой удаляют за четыре приема.
Подготовительную рубку проводят с целью подготовить деревья к усиленному плодоношению, а почву — к восприятию семян. Равномерно по всей площади лесосеки вырубают от 10 до 25% деревьев, больше в насаждениях из светолюбивых пород и меньше — в насаждениях из теневыносливых. Делается это с целью разреживания древостоя, что благоприятно отражается на увеличении урожая семян. Улучшаются условия и для укоренения всходов: увеличение притока тепла и влаги к почве убыстряет разложение лесной подстилки. Чтобы восстановить древостой хозяйственно ценных пород, в первый прием удаляют все породы, участие которых в сложении нового древостоя нежелательно. Вырубают также поврежденные, больные, низкорослые, суковатые и часть деревьев главной породы.
Обсеменительную рубку проводят через 3—6 лет после подготовительной. Из древостоя равномерно удаляют еще 25—35% деревьев, а если подготовительная рубка не проводилась, то и до 50%. Рубку лучше вести в урожайный год, тогда семена попадают на взрыхленную от вывозки деревьев почву. Цель обсеменительной рубки — обеспечить площадь семенами и создать более благоприятные условия для ускорения роста всходов и самосева. В первую очередь вырубают ширококронные и низкокачественные деревья, не вырубленные в первый прием. В древостоях с хорошим естественным возобновлением главных древесных пород обсеменительную рубку не проводят.
Осветлительную рубку проводят через 3—6 лет после обсеменительной и из древостоя удаляют около половины оставшихся деревьев. В первые годы подрост большинства древесных пород теневынослив. По мере его роста увеличивается потребность в свете — он становится более светолюбивым. Для увеличения количества света, проникающего под полог древостоя, и проводят осветлительную рубку. Интенсивность ее зависит от светолюбив возобновляющихся древесных пород, из которых и образуется новый древостой. Она выше в насаждениях из светолюбивых пород и ниже — из теневыносливых. На последний прием желательно оставить более мелкие деревья, при удалении они меньше повредят подрост.
Окончательную (или очистную) рубку назначают через 3—6 лет, когда молодое поколение деревьев сформирует новый древостой, окрепнет и не будет нуждаться в защите материнского древостоя. Вырубают все оставшиеся деревья, и на вырубке остается молодой древостой. Необходимость защитной стадии возникает только там, где есть опасность гибели самосева от неблагоприятных факторов (заморозков, высокой температуры на поверхности почвы), от конкуренции с разрастающейся светолюбивой травянистой и кустарниковой растительностью, от личинок майского хруща и т. п. Если такой опасности нет, убрать весь древостой можно при проведении осветлительной рубки.
К сожалению, все виды постепенных рубок трудно поддаются механизации. Но в определенных условиях, например, в горных лесах, они необходимы несмотря на высокую трудоемкость.
Еще более сложны группововыборочные рубки. В этом случае деревья вырубают группами. Вначале в насаждении находят несколько возобновительных центров — групп подроста, приуроченных к просветам в пологе древостоя: если их нет, создают специально. Потом вокруг этих центров постепенно, в несколько приемов, вырубают деревья. На лесосеке все деревья вырубают в течение двух, а иногда и трех классов возраста.
Будущее, очевидно, за выборочными рубками. Необходимо только поработать над созданием принципиально нового транспорта для вывозки заготовленного леса. Применение этих рубок позволит вовлечь в эксплуатацию все площади лесов, в том числе и водоохранных. Даже там, где сейчас вся прирастающая масса древесины отмирает и человеком не используется, где леса не дают кислорода (так как выделенный при фотосинтезе, он снова превращается в углекислый газ при гниении упавших деревьев), даже в таких лесах появятся условия уборки спелых деревьев, для очищения и оздоровления атмосферы, насыщения ее биологическим активным кислородом.