Сочетание охраняемых и эксплуатационных лесов при освоении лесных площадей (на примере Карелии)

СОЧЕТАНИЕ ОХРАНЯЕМЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЛЕСОВ ПРИ ОСВОЕНИИ ЛЕСНЫХ ПЛОЩАДЕЙ

А.В. МАРКОВСКИЙ, ст. преподаватель каф. физического воспитания ПетрГУ, канд. биол. наук, А.В. РОДИОНОВ, ст. преподаватель каф. механизации с.-х. производства ПетрГУ, канд. техн. наук, А.М. ЦЫПУК, проф. каф. технологии и оборудования лесного комплекса ПетрГУ, д-р техн. наук

Принцип непрерывности и неистощитель-ности лесопользования, сформулированный русским ученым-лесоводом Г.Ф. Морозовым в начале XX в. [1], означает, что эксплуатация ресурсов леса должна обеспечивать производство многообразной лесной продукции для удовлетво-

рения общественных потребностей при сохранении продуктивных способностей леса, с учетом динамики развития этих потребностей.

Лесопользование как процесс преобразования лесных ресурсов в продукцию осуществляется во времени и в пространстве (природной

48

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2006

среде) с некоторым коэффициентом полезного действия, характеризующим уровень развития производительных сил человеческого общества. Следовательно, природная среда является основой существования общественного производства и самого общества [2].

Объектом воздействия технологии в лесопользовании является лесная площадь (ЛП). К лесным площадям относятся участки лесного фонда и др., на которых осуществляются процессы заготовки, восстановления, охраны и защиты лесных ресурсов.

В технологических процессах, осуществляемых на ЛП, задействованы различные виды сырья, значительно отличающиеся друг от друга по энергетическому уровню, например, растущие деревья при проведении рубок леса и саженцы при посадке леса.

Процессы, осуществляемые на ЛП, подчинены различным целям и разделены во времени

- с периодом до 100 лет и более. В этих процессах задействованы различные виды сырья и полуфабрикатов, в десятки раз отличающиеся друг от друга по энергетическому уровню: растущие деревья при проведении рубок леса, сеянцы и саженцы при посадке леса и др. Полный цикл работ по освоению части ЛП в таежной зоне составляет 80-120 лет [1]. Чередование работ требует проведения подготовительно-заключительных операций, затраты на которые могут достигать 20 % от их общей стоимости [3].

Повысить эффективность освоения ЛП можно, преобразовав простую совокупность процессов заготовки, восстановления, охраны и защиты различных видов лесных ресурсов в систему - единый технологический процесс лесопользования. Для этого необходимо:

1) определить общую цель процесса лесопользования;

2) установить связи между различными работами на ЛП.

Решение этих задач возможно в рамках объектной концепции лесопользования, рассматривающей ЛП как земельный участок (аналог сырья), качество которого изменяется в результате технологических процессов. Основная продукция

- та же ЛП, но со спелыми лесонасаждениями, наличие которых свидетельствует о завершении очередного цикла работ [4].

Согласно объектной концепции, древесина от рубок главного пользования и рубок ухода,

пневый осмол и другие продукты, заготавливаемые в период оборота рубки леса, образуют дополнительную продукцию. Стоимость этой продукции достаточно велика, чтобы компенсировать все затраты на ее заготовку и достижение главной цели технологии, однако стоимость основной продукции оказывается более высокой, если учесть стоимость земельных участков как недвижимого имущества.

Преобразование различных работ, выполняемых на одной площади, в единый технологический процесс комплексного освоения лесной площади (КОЛП) осуществляется на основе сети постоянно действующих технологических коридоров (ПДТК), которые впервые предложил профессор И.К. Иевинь для рубок ухода [4-6].

Сеть коридоров организуется на ЛП при проведении рубок главного пользования или рубок ухода, а после их завершения сохраняется и используются для проведения лесохозяйствен-ных работ [5].

В технологическом процессе КОЛП преобразование ЛП в исходном состоянии (аналог сырья) в ЛП со спелыми насаждениями хозяйственно ценных пород (аналог продукции) осуществляется непрерывно с переменной интенсивностью, а все работы на площади имеют начало и конец, т.е. дискретны. Таким образом, КОЛП можно классифицировать как комбинированный процесс.

Процесс КОЛП предполагает, что все работы на лесной площади делятся на 6 этапов (рисунок):

1) подготовка лесной площади к освоению;

2) строительство дорог;

3) лесосечные работы;

4) лесовосстановительные работы;

5) работы в период роста леса;

6) формирование спелых насаждений хозяйственно ценных пород.

Разметку ПДТК проводят на 1-м этапе освоения площади, при этом расстояние между ними по осям устанавливают кратным ширине захвата агрегата, использование которого в качестве базового предполагается для работ в период роста леса (16-25 м - для современных и перспективных манипуляторных машин для лесосечных работ).

ПДТК формируют на 3-м этапе в процессе основных работ на лесной площади, выбирая ширину пасеки кратной расчетному расстоянию

между лентами культур. Оптимальная схема размещения ПДТК определяется при подготовке площади к освоению, т. е. на 1-м этапе процесса КОЛП.

Использование сетей ПДТК для освоения ЛП позволяет [7]:

1. Уменьшить степень воздействия на почву, живой напочвенный покров и жизнеспособный подрост путем организации движения лесосечных и лесохозяйственных машин только по коридорам. Исключение составляют лесохозяйс-твенные машины, совершающие однократные проходы по пасекам с целью содействия естественному возобновлению (сдирание лесной подстилки и т. п.), посева или посадки леса, проведения осветлений и прочисток.

2. Повысить эффективность лесохозяйс-твенного производства путем сокращения расходов на разметку и создание технологических коридоров для машин, выполняющих на ЛП работы по заготовке, восстановлению, охране и защите лесных ресурсов в период роста леса.

Использование сетей ПДТК позволяет также повысить транспортную доступность ЛП для проведения агротехнических уходов за подростом и/или культурами хозяйственно ценных пород (рыхление почвы, скашивание травы в рядах культур и пр.) в первые пять лет.

Известно, что многократные проходы машин по коридорам (волокам - на этапе лесосечных работ) изменяют условия для развития на них растений [8].

Рисунок. Схема технологического процесса КОЛП [4]: а - валка деревьев; б - посадка леса; в - заготовка пневого осмола; 1 - валочно-пакетирующая машина (ВПМ); 2 - манипулятор ВПМ; 3 - захватно-срезаю-щее устройство ВПМ; 4 - агрегат для посадки леса; 5 - лункообразователь типа Л-2У; 6 - корчующий агрегат (КА); 7 - манипулятор КА; 8 - захватно-корчующее оборудование КА; 9 - пасека; 10 - ПДТК; 11 - спелые насаждения; 12 - пень; 13 - высаживаемые растения; 14 - молодняк лесных культур; А к - расстояние между смежными ПДТК по осям, м; Р - ширина пасеки, м; С - ширина ПДТК, м; т - среднее расстояние между лентами культур, м; т 1 - среднее расстояние между осью крайнего прохода агрегата на пасеке и ПДТК, м; В - ширина захвата базового агрегата для работ в период роста леса, м

Площади волоков возобновляются в основном лиственными породами и кустарниковой растительностью, а не хозяйственно-ценными породами [8].

С точки зрения технологии КОЛП, зарастание ПДТК лиственными породами не является отрицательным. Появление на ЛП (особенно - на коридорах) лиственных пород позволяет [1, 7, 9]:

1) ускорить смыкание крон и восстановление лесного микроклимата, необходимого для развития подроста и/или культур хозяйственно-ценных пород, страдающих в первые годы своего развития на вырубках от снежного шютте, весенних заморозков, пониженной влажности воздуха;

2) повысить биологическое разнообразие выращиваемого насаждения, что в свою очередь позволяет снизить риск массового заражения ЛП вредителями и болезнями леса (дополнительный эффект возникает в случае гибели подроста и/или культур хозяйственно-ценных пород - оставшиеся лиственные породы обеспечат возобновление вырубки и перевод ее в покрытую лесом площадь);

3) предупредить подтопление вырубок грунтовыми водами (особенно - вблизи ПДТК, где машины образуют колеи глубиной до 50 см), возникающее после удаления растущего леса, интенсивно испаряющего влагу из почвы, и приводящее к гибели подроста и культур хозяйственно-ценных пород;

4) создать кормовую базу для лесных животных (лосей, зайцев), что в свою очередь позволяет снизить риск обгладывания подроста и культур хозяйственно-ценных пород этими животными;

5) повысить противопожарную стойкость насаждения за счет разделения площади с подростом и/или культурами хозяйственно-ценных хвойных пород на пасеки с помощью возобновившихся лиственными породами ПДТК, создающих естественное препятствие на пути распространения огня.

Поддержание ПДТК в период роста леса в состоянии, пригодном для передвижения по ним машин, может осуществляться проминкой их гусеничным трактором в агрегате с катком-осветлителем - при возрасте насаждения до 21 года; прорубкой мотокусторезами, бензиномоторными пилами или лесосечными машинами - при возрасте насаждения старше 21 года. Уход за ПДТК должен совмещаться с выполнением на площади лесоводственных уходов - осветлений, прочисток, прореживаний и проходных рубок.

В соответствии с вышесказанным по признаку вовлеченности в процесс лесопользования можно выделить два типа лесных массивов в регионе:

1. Эксплуатационный массив - совокупность ЛП, используемых для производства древесной и/или недревесной лесной продукции. Согласно объектной концепции часть этого массива, используемая для удовлетворения текущих потребностей в лесной продукции, должна быть обустроена сетью дорог и ПДТК. Другая часть массива, выведенная из эксплуатации их собственником до момента увеличения потребностей в лесной продукции либо недоступная по экономическим соображениям (удаленность от мест сбыта, не соответствующие спросу породно-размерные характеристики древостоев и т.п.), может не иметь сети дорог и ПДТК.

2. Неэксплуатационный массив - совокупность ЛП, все виды лесопользования в которых законодательно запрещены. Поддерживать запретность проще при отсутствии транспортной сети [10].

Согласно принципам международной лесной сертификации «Forest Stewardship Council (FSC)» к таким массивам относятся:

1. Малонарушенные естественные лесные сообщества (МЕЛС) - лесные массивы площадью более 50 тыс. га. Под определение «МЕЛС» попадают леса климаксовые и девственные (по ОСТ 56-108-98 «Лесоводство. Термины и определения»). Благодаря большой площади данные лесные территории способны переносить периодические катастрофические природные катаклизмы (крупные пожары, размножения вредителей) и возрастающее антропогенное воздействие. Примером МЕЛС в Республике Карелия является планируемый национальный парк (НП) «Кале-вальский».

2. Леса высокой природоохранной ценности (ЛВПЦ) - лесные массивы площадью от 10 га до 50 тыс. га. ЛВПЦ могут являться остатками от массивов МЕЛС, появившихся по причине фрагментации последних в результате антропогенной деятельности. Данные ЛВПЦ чаще встречаются в России. В Западной Европе ЛВПЦ могут являться восстановленными производными лесами, но с высоким уровнем биоразнообразия. Примером ЛВПЦ в Республике Карелия являются производные леса Заонежья (Медвежьегорский район).

3. Лесные ключевые местообитания (ЛКМ) - лесные участки до 10 га.

К ЛКМ относятся скальные разломы, ок-райки болот, окрестности лесных озер и другие, характерно отличающиеся от окружающей местности, участки. К ЛКМ возможно относить не только территории, но и отдельные природные объекты (например, локальный выход коренных пород на поверхность, усохшее на корню дерево осины и т.п.).

ЛКМ являются хранилищами локального биоразнообразия на территории, однородной по другим признакам.

Следует заметить, что выделение ЛКМ зачастую связано с исключением из освоения неудобных для лесозаготовителей участков лесосек (заболоченные площади, ложбины) и отменой заготовки неликвидной древесины (крупные осины, старые деревья хвойных пород и т.п.).

Целью существования вышеуказанных неэксплуатационных массивов является сохранение особо ценных природных объектов региона и содействие устойчивому существованию природной среды в целом [11].

Таким образом, прежде чем планировать и осуществлять процесс КОЛП, необходимо убедиться, что ЛП не относится к неэксплуатационному массиву (особенно - к МЕЛС или ЛВПЦ). Для этого необходимо использовать соответствующую методику и критерии.

В РФ работы по выявлению МЕЛС и ЛПВЦ с помощью дистанционного зондирования (космических снимков поверхности Земли) ведутся, в частности, Институтом космических исследований Российской Академии наук при содействии Лесного клуба российских неправительственных организаций, «Гринпис-Россия» и других общественных организаций.

В Республике Карелия подобные исследования ведутся Институтом леса Карельского научного центра Российской Академии наук (КарНЦ РАН), «Гринпис-Россия» при участии региональной общественной природоохранной организации СПОК [10, 12-14].

Применяемые методики поиска МЕЛС и ЛПВЦ базируются на сочетании данных дистанционного зондирования и наземных обследований.

Используемые методики предусматривают три этапа:

1. Выделение крупных единых природных территорий, не разделенных элементами ант-

ропогенной инфраструктуры, имеющих площадь до 50 тыс. га и более и минимальный линейный размер не менее 10 км. В пределах территорий данного размера может устойчиво поддерживаться большинство природных ценностей и естественных механизмов самоорганизации таежных ландшафтов, в том числе [10, 11]:

- динамика мелкомасштабных (вываливание или гибель отдельных деревьев) и крупномасштабных (пожары, усыхание насаждений в результате воздействия насекомых-фитофагов или экстремальных погодных условий) случайных нарушений;

- самодостаточные популяции особо чувствительных к антропогенному воздействию видов животных и растений;

- эталонные, не затронутые хозяйственной деятельностью водосборные бассейны ручьев, озер, болот и малых рек;

- типичные для конкретных ландшафтов наборы и пространственные сочетания экосистем и типов местообитаний;

- редкие и уникальные экосистемы, уничтоженные или быстроисчезающие в условиях сильно фрагментированных и подверженных сильному антропогенному воздействию ландшафтов.

Работы могут выполняться на топографических бумажных или электронных картах масштаба 1:200 000 с использованием материалов лесоустройства и литературных источников.

2. Исключение нарушенных участков и определение границ территорий, потенциально относящихся к МЕЛС и ЛВПЦ.

Работы выполняются с использованием снимков поверхности Земли высокого разрешения (размер сцены не менее 183 х 183 км, разрешение не менее 30 м/пиксель), полученных с космических спутников в летний период. Подобные высококачественные снимки позволяют выявлять мелкие, свежие и рассеянные нарушения, которые невозможно обнаружить на снимках с меньшим разрешением.

Основным методом интерпретации снимков является интерактивное экспертное дешифрование, проводимое в программе «ArcView», с одновременным использованием результатов первого этапа, перенесенных на электронную карту масштаба 1:200 000. Критерием исключения ЛП из категории МЕЛС или ЛВПЦ является наличие антропогенных нарушений (в частности, рубок

леса). Оставшиеся ЛП потенциально относятся к МЕЛС и ЛВПЦ, границы которых отмечаются на этой же карте.

3. Уточнение границ и площади МЕЛС и ЛВПЦ на основе результатов полевых наземных обследований. Обследования проводятся на территориях, потенциально относящихся к МЕЛС, маршрутно-рекогносцировочным методом с заложением пробных площадок (1111). Количество, протяженность и направление маршрутов, а также количество ПП определяется заблаговременно по электронной карте масштаба 1:200 000 в «ArcView».

По результатам полевых обследований в программе «ArcView» составляется электронная карта масштаба 1:200 000 распределения МЕЛС по исследованной территории.

В результате исследований, проводившихся в 1997-2003 гг. Институтом леса КарНЦ РАН, «Гринпис-Россия» при участии региональной общественной природоохранной организации СПОК по описанным методикам, установлено, что МЕЛС и ЛВПЦ Карелии располагаются вдоль российско-финляндской границы, в Пудожском районе, на Карельской части побережья Белого моря и незначительные массивы - в центральной части республики [12, 13].

Выяснено, что суммарная площадь МЕЛС и наиболее крупных ЛВПЦ Карелии, не входящих в существующую сеть особо охраняемых природных территорий (ООПТ) с полным запретом рубок леса, составляет 7,5 % от общей площади лесного фонда республики, на их территории сосредоточено около 9,5 % корневого запаса карельских лесов.

Суммарная площадь ООПТ Карелии с полным запретом рубок леса составляет 2,1 % площади республики. К подобным ООПТ относятся территории НП «Паанаярви», карельской части НП «Водлозерский», заповедников «Косто-мукшский», «Кивач», а также на территории ряда заказников с режимом охраны, не допускающим заготовку древесины.

Таким образом, в соответствии с принципами лесной сертификации по системе FSC в Республике Карелия необходимо увеличить общую площадь строго охраняемых (т.е. с полным запретом всех видов рубок) лесов до 9,6 % площади республики.

Выделение МЕЛС и ЛВПЦ можно проводить силами подготовленных сотрудников ле-

соустроительных предприятий во время проведения лесоустройства или как дополнительную работу при проведении сертификации по системе FSC. Финансирование работ возможно осуществлять за счет лесопользователей, получивших лес в долгосрочную аренду, поскольку сертификация по системе FSC создает им дополнительные конкурентные преимущества на современном международном рынке лесопродукции.

Таким образом, на основании результатов исследований предлагается следующее распределение площади лесного фонда Республики Карелия по признаку вовлеченности в процесс лесопользования:

- 85 % - эксплуатационный массив - должен быть обустроен с помощью сети дорог и сетей ПДТК, с перспективой перехода к плантационному лесовыращиванию на основе технологии КОЛП, при соблюдении принципа непрерывного и неистощительного лесопользования [1];

- 15 % - неэксплуатационный массив - МЕЛС и ЛВПЦ Республики Карелия (9,6 % площади региона) и прочие леса, выполняющие природоохранные и средозащитные функции (максимально возможная часть этих лесов должна иметь режим заповедника, в другой части возможно развитие экологического туризма).

В заключение следует отметить следующее:

1) по признаку вовлеченности в процесс лесопользования в регионе можно выделить эксплуатационные и неэксплуатационные лесные массивы;

2) неистощительное лесопользование в эксплуатационных массивах лесов возможно на основе технологии комплексного освоения лесных площадей, предусматривающей организацию сети постоянно действующих технологических коридоров для передвижения людей и машин;

3) выделение неэксплуатационных массивов лесов возможно на основе методики, сочетающей данные дистанционного зондирования поверхности Земли и полевых наземных обследований.

Библиографический список

1. Морозов, Г.Ф. Учение о лесе / Г. Ф. Морозов. - М.: Го-слесбумиздат, 1949. - 456 с.

2. Маркс, К. Избранные произведения. В 3 т. / К. Маркс, Ф. Энгельс. - М.: Политиздат, 1986. - Т 1. - 635 с.

3. Виногоров, Г. К. Очистка лесосек в современном аспекте / Г. К. Виногоров // Проблемы технологии и механизации лесосечных работ: науч. тр. - Химки: ЦНИИМЭ, 1969. - № 96. - С. 3-58.

4. Цыпук, А.М. Повышение эффективности лесовосста-новительных работ ресурсосберегающей технологией: автореф. дис ... д-р техн. наук / А.М. Цыпук. - Петрозаводск: ПетрГУ, 1996. - 32 с.

5. Цыпук, А.М. Технология комплексного освоения лесных площадей / А.М. Цыпук, А.Э. Эгипти, И.Р. Шегель-ман // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: сб. научн. трудов. - Л.: ЛТА, 1989. - С. 43-46.

6. Иевинь, И.К. Проблемы технологии рубок ухода / И.К. Ие-винь, А.Ф. Кажелка. - Рига: Зинатне, 1973. - 295 с.

7. Ярошенко, А.Ю. Об оставлении при сплошных рубках малоценных лиственных деревьев [Электронный ресурс]. Режим доступа к ст.: http://forestforum.ru/phorum/ viewtopic.php

8. Бартенев, И.М. Оценка различных видов рубок главного пользования и лесовосстановления / И.М. Бартенев, В.И. Таранков, Г.А. Одноралов // Вестник ЦентральноЧерноземного регионального отделения наук о лесе Академии естественных наук. - Воронеж: ВГЛТА, 1999. - Вып. 2. - С. 16-24.

9. Куусела, К. Понятия и основы лесоустройства европейских северных хвойных лесов Финляндии и России / К. Куусела. - Ювяскюля: АО Гуммерус, 1998. - 96 с.

10. Ярошенко, А.Ю. Малонарушенные лесные территории Европейского Севера России / А.Ю. Ярошенко, П.В. Потапов, С.А. Турубанова. - М.: Гринпис-России, 2001. - 75 с.

11. Соколов, В.Е. Экология заповедных территорий / В.Е. Соколов, К.П. Филонов, Ю.Д. Нухимовская и др. - М.: Янус-К, 1997. - 575 с.

12. Громцев, А.Н. Программа инвентаризации и изучения биологического разнообразия в таежных ландшафтах Карелии: первые итоги / А.Н. Громцев,

B.И. Крутов // Коренные леса таежной зоны Европы: современное состояние и проблемы сохранения: матер. Междунар. науч.-практ. конф. 6-8 июля, 1999, Петрозаводск. - Петрозаводск: СДВ-ОПТИМА, 1999. -

C. 198-200.

13. Хохлова, Т.Ю. Особо охраняемые природные территории Карелии: науч. издание / Т.Ю. Хохлова, В.К. Антипин, П.Н. Токарев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2000 г. - 312 с.

14. Марковский, А.В. Экология и структура малонарушен-ных еловых лесов Карелии: дис. ... канд. биол. наук: 03.00.16, 03.00.05. / А.В. Марковский. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2000. - 26 с.