Рубок леса в Республике Беларусь

Концептуальные основы современного развития

Многообразные функции леса общеизвестны. Тем не менее, до сих пор, полагаем так будет и в перспективе, основной ценностью леса считается получение незаменимого естественного полимера – древесины.

Заготовка древесины осуществляется посредством рубок леса. Рубка леса – это процесс спиливания, срезания или срубания деревьев и вывозки их из леса. При этом удаляют отдельные деревья, их группы, вырубают целые участки леса различных размеров и форм. В результате при рубке леса всегда появляется опасение, что леса не хватит для удовлетворения потребностей человека. В то же время один из лесоводственных принципов требует от лесовода обеспечить непрерывное, неистощительное пользование лесом, в том числе обеспечить также постоянное пользование древесиной. Именно забота о постоянстве пользования привела к необходимости простую эксплуатацию леса сменить на лесное хозяйство. Именно в этом смысл крылатого выражения великого русского лесовода, автора «Учения о лесе» Г.Ф.Морозова: «Лесное хозяйство – дитя нужды».

Заготовка древесины может вестись при осуществлении различных категорий рубок. В основу выделения категорий рубок леса положен порядок заготовки древесины. Ныне действующий Лесной кодекс (статья 54) устанавливает, что заготовка древесины в лесах осуществляется в порядке рубок главного пользования, проводимых в спелых древостоях. Древесина заготавливается также при проведении рубок промежуточного пользования и прочих рубок.

В результате применяемые в лесном хозяйстве рубки леса можно объединить в четыре наиболее крупные категории рубок:

1) рубки главного пользования;

2) рубки промежуточного пользования;

3) комплексные рубки;

4) прочие рубки.

В зависимости от способов рубки, общности организационно-технических элементов, особенностей влияния рубок на возобновление леса, категории рубок леса можно разделить на системы рубок.

К системам рубок главного пользования следует отнести:

§ сплошные рубки главного пользования;

§ постепенные рубки главного пользования;

§ выборочные рубки главного пользования;

§ комбинированные рубки главного пользования;

К системам рубок промежуточного пользования следует отнести:

v рубки ухода за лесом;

v санитарные рубки леса;

v реконструктивные рубки леса;

v рубки формирования.

Системы рубок, в свою очередь, подразделяют на виды (или способы рубок. Виды рубок выделяются по комплексу одинаковых организационно-технических элементов.

Сплошные рубки главного пользования подразделяют на следующие (виды) способы:

· сплошнолесосечные полосные;

· концентрированные;

· условно-сплошные

· сплошно-участковые (или участковые).

Постепенные рубки главного пользования подразделяют на виды:

q равномерно-постепенные;

q группово-постепенные, их еще называют группово-выборочными;

q длительно-постепенные.

Выборочные рубки главного пользования подразделяют на:

v приисковые;

v подневольно-выборочные;

v добровольно-выборочные.

Рубки ухода подразделяют на следующие виды:

Ø рубки ухода за молодняками;

Ø прореживания;

Ø рубки формирования ландшафта.

Санитарные рубки подразделяют на виды:

§ сплошные санитарные рубки;

§ выборочные санитарные рубки.

Реконструктивные рубки подразделяют на виды:

¨ коридорный способ реконструктивных рубок;

¨ куртинно-групповой способ реконструктивных рубок;

¨ кулисный способ реконструктивных рубок;

¨ сплошной способ реконструктивных рубок.

Рубки формирования включают в себя:

Þ рубки обновления;

Þ рубки переформирования;

Þ ландшафтные рубки.

К прочим рубкам леса относят виды:

à рубки редин и одиночных деревьев;

à расчистка лесных площадей;

à биотехнические рубки;

à разработка ветровалов и буреломов;

à планировочные рубки.

В пределах каждого способа или вида рубок выделяют еще разновидности или варианты рубок, т.е. частные особенности того или иного вида рубок.

Условия лесозаготовительного производства Республики Беларусь имеют свои особенности. Лесосечный фонд характеризуется значительной изреженностью рубками прошлых лет и деконцентрацией. Средний объем лесосеки по площади менее 5 га, по запасу – около 1000 м³, средний объем хлыста – 0,26…0,3 м³. Лесонасаждения с объемом хлыста 0,46 м³ и выше составляют лишь 2%, что позволяет ориентироваться на применение лесозаготовительных машин тяговых классов от 0,6 до 4. Густота лесных дорог в среднем составляет 1,2 км/км², а расстояние вывозки около 55 км.

В связи с распадом СССР и последовавшими за этим перестроечными процессами лесозаготовительное производство Беларуси в 90-х годах оказалось в трудных условиях, так как практически не имело собственного лесного машиностроения и базировалось на российской технике. В этот период на предприятиях концерна «Беллесбумпром» использовалось около 600 гусеничных трелевочных тракторов ТДТ-55 и около 300 единиц других лесозаготовительных машин (сучкорезных, челюстных лесопогрузчиков) на их базе. В лесном комплексе эксплуатировалось более 10 тыс. бензиномоторных пил, в том числе около 6 тыс.штук в лесхозах.

К сожалению, вопросы механизации и заготовки и первичной переработки решаются весьма непросто. К концу 90-х годов на 13 % снизилась выработка на условный трактор. Имеющиеся трелевочные тракторы и другое оборудование практически исчерпали свои ресурсы в условиях хронической нехватки запасных частей и нечетко работающей ремонтной базы. Лесозаготовительная техника в республике, из-за отсутствия специальных колесных машин, не удовлетворяла экологическим и лесоводственным требованиям и стала тормозить переход на перспективные технологии.

Изыскивая пути выхода из создавшегося положения, лесхозы Республики Беларусь попытались приобретать дорогостоящую импортную технику: 95 тракторов ЛКТ-81, 10 харвестеров и 15 форвардеров фирмы «Valmet», более 300 гидравлических манипуляторов ведущих европейских фирм, ряд навесных процессоров, тысячи бензиномоторных пил «Штиль» и «Хускварна». Однако из-за нестабильного экономического состояния лесозаготовительных и лесохозяйственных предприятий, приобретение ими новых зарубежных лесозаготовительных машин оказалось затруднительным. В этой связи, с учетом потенциальных возможностей, было принято решение о развитии собственного лесного машиностроения и налажен выпуск основной лесной техники на ведущих предприятиях страны.

Уже сейчас на Минском тракторном заводе (МТЗ) создано мобильное энергетическое средство с шарнирно-сочлененной рамой на базе трактора МТЗ-82, которое является базовой машиной для создания семейства колесных лесозаготовительных машин типа 4К4 и 6К6.

Аналогичные работы ведутся на ОАО «Амкодор», мозырском заводе «Мелиормаш» и др.

Технические характеристики основных отечественных лесозаготовительных машин приведены в таблице 1.

В республике имеется также реальная возможность для создания лесотранспортных систем. На Минском автомобильном заводе серийно выпускается лесовоз МАЗ-5434 и прицеп-роспуск МАЗ-9008. Здесь же созданы и эксплуатируются прицепы и полуприцепы-сортиментовозы МАЗ-6303+8378, МАЗ-64228+93866 грузоподъемностью 34 т. Минским заводом колесных машин выпущен автопоезд-сортиментовоз на базе 4-осного шасси грузоподъемностью 44 т, что явилось результатом сотрудничества с финской компанией «Parter Forest».

В настоящее время в мире известны следующие типы технологических процессов лесозаготовок, определяемые видом вывозимого сырья (полуфабрикатов):

а) вывозка деревьев;

б) вывозка хлыстов;

в) вывозка частей деревьев;

г) вывозка полухлыстов;

д) вывозка сортиментов;

е) вывозка щепы (биомассы);

ж) вывозка пилопродукции;

з) комбинированная вывозка (например, сортиментов и щепы).

В Беларуси из них применяются технологические процессы б, г, д и в очень незначительных объемах – е и з. Каждый из этих типов технологических процессов имеет несколько технологий заготовки в зависимости от вида рубки и имеющегося комплекса машин. Полностью машинные способы заготовки (исключающие ручной труд) в республике практически отсутствуют. При всех схемах заготовки – валка деревьев, часто обрезка сучьев, раскряжевка хлыстов на сортименты выполняется бензопилами. В лесхозах основным энергетическим средством на заготовке древесины являются тракторы сельскохозяйственного назначения, которые постепенно заменяются специализированными. В леспромхозах применяют специализированные гусеничные тракторы, сучкорезные машины, челюстные погрузчики. С каждым годом возрастает количество манипуляторов, устанавливаемых на тракторах или лесовозных машинах. Применение многооперационных машин ограничивается несколькими десятками процессоров. Очень мало рубительных машин. Около 65 % эксплуатируемой техники морально и физически изношено, она не отвечает природе леса, что в связи с увеличивающимися объемами заготовок становится тормозом внедрения прогрессивных технологий.

Таблица 1

Технические характеристики отечественных лесозаготовительных машин

Значительно возросший за последнее время во всем мире парк лесозаготовительных машин отмечается большим разнообразием типов и моделей. Изменение эргономических и экологических требований к технике и технологии лесозаготовок и эффективности работы на лесосеке заставляет разработчиков и изготовителей постоянно заниматься модернизацией старых и созданием новых лесозаготовительных машин, отличающихся по основным параметрам и конструктивным решениям.

На конец 1999 г. 25 фирм в мире выпускали 30 моделей валочно-пакетирующих машин (ВПМ) манипуляторного и 16 моделей фронтального типов. При работе со скидерами (выпускается более 40 бесчокерных моделей и более 50 моделей с тросо-чокерным оборудованием) они могут найти в республике ограниченное применение – лишь на сплошнолесосечных рубках главного пользования.

Увеличение степени механизации работ при сортиментной заготовке леса – прежде всего в Скандинавских странах – связано с широким внедрением харвестеров и форвардеров. Тридцать семь фирм из шести стран сегодня выпускают более 100 моделей харвестеров. Форвардер – основной механизм при технологии сортиментов у пня. Массовость его применения (тридцать фирм выпускают более 130 моделей) обуславливается использованием как в системах машин с бензопилой, так и при машинной заготовке сортиментов харвестерами. Основным препятствием на пути их применения считается высокая стоимость машин – от 200 до 500 тыс.долл.США. Данные машины наиболее перспективны для республики, но широкое их внедрение возможно лишь при выпуске более дешевых отечественных.

Если говорить о мощности ВПМ, то более 50% из них имеют мощность в пределах 120-160 кВт, 25% – 170 ... 190 кВт. Это весьма энергонасыщенные машины и ожидать их широкого применения в республике нельзя.

Трелевочные тракторы с тросо-чокерной оснасткой наиболее распространены с мощностью 70 кВт. Трелевочные тракторы с пачковым захватом делятся на три класса: 65 ... 100 кВт – 35%, 100 ... 130 кВт – 35% и 130 ... 165 кВт – 30%. Более половины трелевочных тракторов с тросо-чокерной оснасткой имеют массу в пределах 7 ... 10 т. У скидеров с пачковым захватом 80% моделей имеют массу в пределах 10 ... 16 т.

Харвестеры по массе, как и по мощности, распределяются в широких пределах: от легких машин массой З т с подъездом к каждому дереву при рубках ухода, до тяжелых гусеничных машин массой 25 т. Выделяются 5,8- и 14-тонные машины. Диапазон мощностей харвестеров – 20 ... 160 кВт. Почти 90 % форвардеров выпускается массой от 7 до 16 т. В среднем за последние 15 лет общая масса форвардеров снизилась с 15 до 10 т, мощность двигателя уменьшилась на 30 %, давление на грунт и расход топлива – в 2 раза. При этом почти неизменной осталась грузоподъемность, а производительность возросла в 1,5 раза.

Исходя из требований рентабельности лесозаготовительной техники и бережного отношения к окружающей среде, установлено, что для вывозки древесины в сортиментах (это будет доминирующая технология в республике на рассматриваемый период) рационально использовать колесные тракторы массой до 10 т на рубках главного пользования и до 8 т и грузоподъемностью 7,5 т с вылетом стрелы манипулятора не менее 10 м – на рубках ухода. Для сплошных и постепенных рубок следует использовать харвестеры массой 10 ... 12 т с мощностью двигателя 90 ... 110 кВт и вылетом стрелы около 8 м, а для рубок ухода – соответственно 9 т, 65 ... 80 кВт, не менее 10 м.

Таким образом, переход от тяжелых гусеничных тракторов к специальным лесным, энергетическим модулям и многооперационным агрегатным машинам на колесном ходу и с большим вылетом стрелы манипулятора в сочетании с сортиментной заготовкой и вывозкой древесины с лесосеки харвестерами и форвардерами по укрепленным порубочными остатками дорогам – перспективное направление в экологизации технологии и машин лесного комплекса, проверенное зарубежной и отечественной практикой лесозаготовок.

В рассматриваемом периоде принципиально новые типы технологических процессов не появятся. На предприятиях системы Комлесхоза будет доминировать вывозка сортиментов, на предприятиях концерна «Беллесбумпром» сортиментная вывозка будет постепенно вытеснять хлыстовую. Несколько возрастет объем заготовки щепы на лесосеке. В основе реализации такого техпроцесса будет лежать применение прицепных мобильных рубительных машин дискового или барабанного типов, агрегатируемых с трактором типа МТЗ-82. Самоходные специализированные рубительные машины с бункерами-накопителями или многооперационные валочно-рубительные машины из-за своей дороговизны могут появиться в республике не ранее 2010 г. в единичных экземплярах, прежде всего при разработке энергетических плантаций леса.

В лесах, загрязненных радионуклидами, возрастет применение блочно-модульных систем машин, имеющих общий (единый) энергетический модуль и два-три агрегатируемых с ним, обеспечивающие не только заготовку леса, но и его переработку на пиломатериалы.

Начиная с 2005 г., произойдет постепенный переход к разработке заболоченных лесосек канатными установками, монтируемыми на колесных тракторах. Это обеспечит экологическую заготовку леса на лесосеках, имеющих низкую несущую способность грунтов в течение всего года.

К 2010 году гидроманипуляторы, устанавливаемые на лесовозных автопоездах, практически вытеснят из леса челюстные лесопогрузчики. К концу рассматриваемого периода все погрузочно-разгрузочные и штабелевочные работы в лесу будут выполняться с помощью широкой гаммы гидроманипуляторов.

До 2010 года на вывозке хлыстов будут применяться автомобили с прицепами-роспусками, далее они будут переоснащены гидроманипуляторами для самопогрузки. Вывозка сортиментов будет осуществляться самозагружающимися автопоездами, обеспечивающими за один рейс вывозку от 40 до 70 м^З древесины. Транспортировка древесины с помощью вертолетов и других летательных аппаратов, по УЖД, водным транспортом и сплавным методом – маловероятна.

При рубках ухода, а также при ведении хозяйственной деятельности на охраняемых территориях сохранится и даже несколько возрастет использование лошадей и малогабаритной техники, позволяющей работать и под пологом леса.

При всех видах рубок сохранится применение бензиномоторных пил. На протяжении всего периода будет постепенно возрастать доля несплошных рубок главного пользования, обеспечивающих надежное лесовосстановление с максимальным использованием восстановительной способности важнейших местных лесообразующих пород.

Лесная техническая политика в республике будет направлена на дальнейшее устойчивое развитие лесного хозяйства на базе собственных отечественных машин при ресурсосберегающих и экологически чистых технологиях. Однако в рассматриваемом периоде в целом сохранится их некоторое отставание по отношению к лучшим зарубежным образцам лесозаготовительной техники, выражающееся в следующем: в быстродействии и удобности управления с помощью компьютеров как базовыми машинами, так и технологическим оборудованием, в том числе и дистанционно из вне кабины трактора; в большем отрицательном воздействии на окружающую среду, в применении современных конструкционных и топливно-смазочных материалов (биологически нейтральных), в более низких удельных эксплуатационных показателях, в лучшей эргономике, более высокой производительности труда и надежности машин.

Основным достоинством белорусских лесозаготовительных машин при достаточном техническом уровне будет более низкая, примерно в 1,2–2 раза, стоимость.

Приняв во внимание степень обоснованности изложенных рекомендаций, обеспеченность в стране техникой и потребности в новых технологиях, а также характеристику лесосечного фонда, можно утверждать, что лесные машины на базе тракторов МТЗ позволяют скомпоновать целый ряд систем лесозаготовительных машин, обеспечивающих заготовку и вывозку деревьев, хлыстов и сортиментов.

Применение трелевочных тракторов ТТР-401, MТП-441, МЛ-126/127, несмотря на различие в конструкции, позволяет осуществить трелевку хлыстов (полухлыстов) или деревьев за вершину или комель в полупогруженном положении. Наличие канатно-чокерной оснастки предопределяет их наиболее эффективную работу после валки деревьев бензиномоторными пилами. В зависимости от предъявляемых требований, природно-производственных условий, системы применяемых машин и вида трелюемой и вывозимой древесины, размеров отпускаемых лесосек и др. они могут работать по целому ряду технологических схем, в том числе с параллельным, веерным и диагональным расположением волоков.

При использовании трелевочных тракторов с канатно-чокерным оборудованием в странах СНГ наиболее часто применяются схемы валки деревьев на пасеках, изображенные на рис. 1.

Схемы валки деревьев на пасеках

а, б, в – при трелевке хлыстов (деревьев) вершинами вперед;

г, д, е – при трелевке деревьев комлями вперед

Рис. 1

В Скандинавских странах на рубках главного пользования в местности, позволяющей трелевку хлыстов за вершины, часто используют метод, представленный на рис. 2. В этом случае стволы деревьев при обрезке сучьев располагаются на удобной рабочей высоте. На волоке образуется настил из веток и вершин. Вершины хлыстов удобно группируются для их захвата чокером. Вначале производится планирование. Выбирается направление волока, ширина пасеки, которая не может превышать двойной высоты древостоя. Валка деревьев начинается с одной стороны пасечного волока вершинами в сторону магистрального (рис. 2а). В первый прием валится два-три рядом стоящих дерева. На поваленных деревьях обрезаются сучья и на такую же глубину валятся деревья противоположной стороны волока (рис. 2б). В результате формируется пасечный волок.