Механизация всех звеньев лесозаготовительного процесса, обеспечивающая высокую производительность труда, возможна пока еще не при всякой рубке. Широкое практическое применение ее связано главным образом с концентрированными и отчасти сплошнолесосечными рубками. За последнее время усилился интерес к механизации лесозаготовок также при постепенных и выборочных рубках. Но даже при сплошных концентрированных рубках все еще не достигнута полная автоматизация лесозаготовок.
В настоящее время на трелевке леса применяются созданные в нашей стране трелевочные тракторы КТ-12. Обладая хорошей проходимостью, меньшим удельным давлением, большой маневренностью, способностью подтаскивать хлысты в полуподвешенном состоянии, трактор КТ-12 в значительной степени уменьшает те вредные воздействия на подрост и почву, которые создавались сельскохозяйственными тракторами. Преимущества трактора КТ-12 создают возможность при очень небольших затратах рабочей силы менять расстояния между трелевочными волоками, а следовательно, регулировать влияние трелевки на процессы лесовозобновления [1].
При движении порожнего трактора по лесосеке и, особенно, с грузом, а также при подтаскивании древесины лебедкой к трактору происходит сдирание подстилки, перемешивание ее с минеральными горизонтами почвы, изменение физических свойств, почвы и т. д.
Степень воздействия трелевки на почву зависит от механического состава почвы, ее влажности в период трелевки, типа леса, рельефа, захламленности и ряда других особенностей лесосеки. В одних и тех же условиях лесоводственное значение изменений почвы зависит от числа рейсов трактора по одному следу.
На подзолистых, глинистых и суглинистых мокрых почвах в долгомошниках и в дождливый период на суглинистых влажных в черничниках не происходит перемешивания подстилки с минеральными горизонтами почвы; под тяжестью трактора и древесины подстилка вдавливается в почву и на поверхность волока выступает вода, которая не пересыхает почти все лето.
В кисличниках, черничниках на подзолистых, суглинистых и супесчаных свежих почвах при прохождении трактора 5 - 8 раз по одному следу на волоке образуется смешанный горизонт из перетертого живого покрова, подстилки и верхних минеральных горизонтов почвы. На песчаных почвах в беломошниках такой горизонт образуется при прохождении трактора всего 2 - 3 раза по одному следу. Мощность смешанного горизонта колеблется от 2 до 8 см и зависитотсостава травяного покрова, подстилки, механического состава, минеральных горизонтов почвы и т. д.
Вновь созданный горизонт обладает благоприятными физическими свойствами для лесовозобновления, повышенным содержанием органического углерода и азота по сравнению с минеральными горизонтами почвы. Отношение углерода к азоту, а также степень кислотности этого горизонта меньше, чем в горизонте А0. Смешанный горизонт, образовавшийся из подстилки и минеральных горизонтов свежих грубогумусных почв, которые вообще обладают слабой способностью к нитрификации, показывают значительно большее накопление нитратного азота, чем подстилка, не затронутая трелевкой [2].
По мере увеличения числа рейсов трактора по одному следу волок углубляется и на боковой его части создается возвышение - “валик” из органических остатков и минеральной части почвы. Физические свойства почв на таких волоках резко ухудшаются по сравнению с почвой лесосеки, не затронутой трелевкой. Смешанный горизонт состоит из раздробленных, перетертых трелевкой частиц и лишен структуры. При выпадении даже небольшого количества осадков он расплывается в жидкую грязь. Слои почвы, лежащие ниже смешанного горизонта, сильно уплотнены, общая и некапиллярная скважность почвы значительно меньше соответствующих горизонтов лесосеки.
При одном и том же числе рейсов тракторапо одному следу наибольшие изменения физических свойств почвы наблюдаются у суглинистых и глинистых почв, наименьшие - у супесчаных и песчаных.
Магистральные волоки, образованные в результате слияния рядя пасечных волоков, имеют значительно большую ширину (до 4,0 - 4,5 м) и глубину (до 0,5 м ). Под смешанным горизонтом таких волоков лежит непосредственно сильно уплотненный горизонт В и даже горизонт С. На глубоких волоках с сухой почвой возрастает количество и сила заморозков, на тяжелых суглинистых почвах дно таких волоков почти все лето покрыто водой.
Размер и характер поранений почвы в одних и тех же условиях зависят от организации работы на лентах (пасеках) при валке леса, расстояний между магистральными и пасечными волоками и т. д. В типе леса ельник-черничный на суглинистой почве при трелевке трактором КТ-12 в случае разбивки лесосеки на пасеки длиной 200 м и шириной 25 м общие поранения почвы составили 21% от площади лесосеки; из этого количества 14% падают на поранения почвы с ухудшенными свойствами. В работе пасеками шириной 12 - 15 м при той же длине поранения почвы составляют 25 - 30% от площади лесосеки, из них 7 - 9% приходятся на почвы с ухудшенными свойствами. На супесчаных при работе пасеками шириной 15 - 20 м поранения почвы составили 28 - 36%, тогда как при бессистемной трелевке - 55 %.
При одном и том же расстоянии между пасечными волоками, но при различной их длине процент поранения почвы на лесосеке почти одинаков, но при длинных пасечных волоках возрастают поранения почвы ухудшенных свойств [1].
При тросовой трелевке, вследствие отсутствия движения по лесосеке механизма, производящего трелевку, меньшей нагрузки древесины на рейс (1,5 - 3,0 м3 ) и другой организации работы на лесосеке размер и характер поранения почвы отличаются от поранения почвы на лесосеках с тракторной трелевкой. Поранение почвы при тросовой трелевке составляет 20 - 40% от площади лесосеки, но эти поранения распределены неравномерно: они возрастают по мере передвижения от границ лесосеки к ее центру (где расположены главная мачта и лебедка). В такой же последовательности изменяется и характер поранения почвы. Вблизи границ лесосеки на волоках наблюдается слабое поранение подстилки и перемешивание ее с минеральными горизонтами почвы. В местах передвижения большого количества лесоматериалов (ближе к лебедке) подстилка и верхние минеральные горизонты почвы сдираются и переносятся в сторону трелюемой древесины. Они создают на боковой части возвышение - “валик”. Дно волока при этом проходит в минеральном горизонте. На рыхлых почвах образуются углубления до 0,4м, шириной 1 м. Близ лебедки волоки сливаются. Сдирание подстилки в верхних минеральных горизонтах почвы вызывает перераспределение запасов органического вещества и азота на лесосеке. Под влиянием тросовой трелевки также происходит изменение физических свойств почвы, но оно не сопровождается резким уплотнением и уменьшением общей, некапиллярной скважности и водопроницаемости почвы.
При конной трелевке процент поранения почвы значительно меньше (5 - 10%), чем при тросовой и тракторной. Обычно происходит поранение подстилки и дно волока редко достигает минерального горизонта. Изменение физических свойств почвы наблюдается только на волоках с большим числом рейсов по одному следу. На мелких почвах даже при конной трелевке на склонах наблюдается сдирание подстилки и почвы до обнажения каменистой материнской породы.
Из всех существующих способов трелевки конная трелевка меньше всего оказывает влияние на подрост и среду. Что же касается механизированной трелевки, то лесоводственное ее значение зависит в большой степени не только от механизмов, применяемых для трелевки, но и от организации технологического процесса лесозаготовок.
Из всех существующих способов трелевки конная трелевка меньше всего оказывает влияние на подрост и среду. Что же касается механизированной трелевки, то лесоводственное ее значение, как мы уже видели, зависит в большой степени не только от механизмов, применяемых для трелевки, но и от организации технологического процесса лесозаготовок.
Тракторная трелевка по сравнению со всеми другими способами тросовой трелевки создает большую возможность для регулировки в интересах лесовозобновления расстояния между трелевочными путями, изменения ширины и длины пасек и их конфигурации. В то же время тракторная трелевка облегчает проведение и других мероприятий, связанных с возобновлением леса (оставление семенников, изменение сроков и способов очистки лесосек летних заготовок) [2].
Поранения почвы, вызываемые летней трелевкой, оказывают существенное влияние на возобновление лесосек. На хорошо дренированных почвах, особенно на свежих супесчаных и песчаных, при наличии источников обсеменения места поранения подстилки и почвы заселяются самосевом в значительно большем количестве, чем на лесосеке, не затронутой трелевкой. При поранении подстилки без резкого ухудшения физических свойств почвы появившийся самосев дает прирост по высоте и диаметру в ряде случаев значительно больше,чем на остальной части лесосеки.
Некоторые исследования показали, что в тех случаях, когда поранение почвы связано с резким ухудшением физических свойствпочвы(уплотнение, уменьшение общей и некапиллярной скважности), прирост самосева отстает в 1,5 - 2,0 раза от прироста самосева остальной части лесосеки. Появившийся на волоках в больших количествах самосев имеет поверхностную корневую систему, которая располагается только в смешанном горизонте и не проникает в нижележащие уплотненные горизонты. В типе леса сосняк - брусничный на супесчаной почве корневая система сосенок, выросших на волоке, углубилась в почву при возрасте 12 лет всего на 3 - 5 см, тогда как на соседних участках, не затронутых трелевкой, корни углубились на 30 - 35 см. Ухудшение роста самосева на таких волоках часто вызывается также смывом богатого органическими веществами и азотом смешанного горизонта. Гораздо лучше развивается самосев, заселивший боковую часть волока; прирост его часто превышает прирост самосева, заселившего места лесосеки, не затронутые трелевкой.
На волоках с большим числом рейсов трактора по одному следу (магистральных) появление самосева наблюдается редко. В равнинных местоположенияхнасырых почвах такие волоки заселяются сфагнумом, осоками и пушицей и могут превратиться в исходные пункты заболачивания лесосек. Для предотвращения этого применяется возобновление леса на вырубках. В условиях всхолмленного рельефа, с более или менее выраженными уклонами, образовавшийся на таких волоках смешанный горизонт смывается дождевыми и талыми водами, в результате чего на поверхности почвы остается сильно уплотненный лишенный органического вещества горизонт.
При больших уклонах волоки могут превратиться в исходные пункты эрозии всего склона [2].
Применение механизмов на заготовке и трелевке леса и изменение технологического процесса лесозаготовок вносят ряд особенностей в технику и организацию лесовозобновления. Оставление семенников не вызывает затруднений при конной трелевке, а при механизированной, и особенно тросовой, создает трудности. Кроме того, механизмы и трелюемая древесина часто повреждают семенники в процессе трелевки. Путем изменения порядка клеймения семенников и семенных куртин можно избежать эти нежелательные явления. Семенники целесообразно клеймить после наметки на лесосеке трелевочных волоков, причем расстояние между трелевочными волоками при тросовой трелевке на 200 м должно быть у внешней границы лесосеки не менее 35 - 40 м. Семенники необходимо оставлять не ближе 60 - 70 м от главной мачты и на расстоянии де менее 4 м от намеченных волоков.
При таком расположении в центре лесосеки получается площадь, на которой семенники будут удалены друг от друга на 100 - 140 м, следовательно, налет семян на эту площадь будет недостаточным. Однако вследствие большого процента поранения почвы грунтовая всхожесть семян на этой площади будет в несколько раз выше, чем на остальной части лесосеки.
Для облегчения работ по трелевке семенники могут быть оставлены не в виде равномерно разбросанных деревьев, а узкими полосами, радиально расположенными между трассами волоков. В тех случаях, когда оставление семенников и узких семенных куртин связано с опасностью ветровала или другими осложнениями лесоэксплуатационного и лесоводственного порядка, вполне можно перейти к методуконтурных кулис с комбинированным лесовозобновлением. В этом случае более широкие семенные кулисы оставляются не внутри эксплуатационного участка, а на его границе, - контурные кулисы. При таком расположении от кулисвозобновится около 50% площади лесосеки хвойными с примесью лиственных. На остальной части, расположенной в центре, в определенных случаях должен проводиться подсев семян хвойных на местах, пораненных трелевкой или специально подготовленных лесокультурными орудиями.
Образовавшиеся в результате трелевки поранения почвы (особенно магистральные волоки) могут с успехом использоваться как разрывные противопожарные полосы, а это, в свою очередь, дает возможность при летних заготовках изменить не только применяемые способы, но и сроки очистки лесосек.
За последнее время все более настойчиво высказываются пожелания о максимальном соответствии способов рубки в лесах третьей группы требованиям механизации лесозаготовок. Необходимо придерживаться концентрированных рубок с предельно короткими сроками примыкания (1 – 2 года) и шириной лесосек в 1 км, за оставление вместо семенников семенных куртин и за проведение рубки в направлении постепенного удлинения лесовозных путей.