К мерам содействия естественному возобновлению леса относятся все мероприятия, направленные на создание благоприятных условий для успешного возобновления леса. Они могут быть проведены до или после рубки, а также одновременно с её проведением. В некоторых случаях такие мероприятия могут преследовать иные цели, не связанные с рубками.
Все меры содействия естественному возобновлению леса можно объединить в следующие группы:
1) технологии лесозаготовок с сохранением подроста;
2) изреживание древостоев и подлеска;
3) оставление источников семян;
4) механическое воздействие на подстилку и почву;
5) обжиг - контролируемый огонь на вырубках;
6) очистка вырубок.
Все эти мероприятия могут осуществляться как обособленно, так и в комплексе между собой. Для усиления лесовозобновительного эффекта мер содействия следует одновременно применять несколько мероприятий, которые органично дополняют друг друга. Так, например, изреживание древостоев и подлеска, наряду с усилением поступления света в кроны (усиление семеношения) и под полог (улучшение световые условия для подроста) следует дополнять воздействием на подстилку и почву (минерализация). Оставление источников семян должно сопровождаться механическим или огневым воздействием на подстилку и почву.
Применение технологий лесозаготовок с сохранением подроста является высокоэффективной мерой при обязательном соблюдении технологической дисциплины. По Г. Ф. Морозову, всякая рубка леса должна быть синонимом возобновления. Это значит, что после рубки, на месте, где заготовлен спелый лес, должен оставаться молодняк хозяйственно-ценных пород. Это может быть достижимо только при сохранении благонадежного подроста предварительной генерации. О накоплении этого подроста лесовод должен побеспокоиться заранее, обеспечив благоприятные условия лесовозобновления под пологом древостоя, который должен поступить в рубку.
Изреживание древостоя и подлеска. Используется при лесовосстановительных рубках - постепенных и выборочных по степеням интенсивности (очень слабой интенсивности - объем вырубаемой древесины достигает 10 процентов от общего ее запаса, слабой интенсивности – 11…20 процентов, умеренной интенсивности – 21…30 процентов, умеренно высокой интенсивности – 31…40 процентов, высокой интенсивности – 41…50 процентов; очень высокой интенсивности – 51…70 процентов).
Оставление источников семян. На лесосеках сплошных рубок спелых, перестойных лесных насаждений при содействии естественному лесовосстановлению сохраняются выделенные при отводе лесосек источники обсеменения, к которым относятся единичные семенники, семенные группы, куртины, полосы, а также стены леса, если в них есть семенные деревья.
Количество оставляемых единичных семенников должно быть не менее 20 штук на гектаре. Расстояние между группами семенников не должно превышать 100 м.
Семенные группы по 3...5 деревьев оставляют в случае повышенной опасности ветровала сосны, ели и повышения всхожести семян у лиственницы (требуется перекрестное опыление). Оставление семенных групп должно проводиться в первую очередь за счет участков средневозрастных и приспевающих древостоев главных пород.
Отдельно стоящие семенники следует выбирать в древостое по внешним признакам, характеризующим их ветроустойчивость: сбежистость ствола при наличии протяженной симметричной кроны.
Источники обсеменения в виде куртин и полос оставляют, как правило, из пород, слабоустойчивых к ветру (ель, пихта), и на участках с влажными слабодренированными почвами. Семенные куртины могут занимать площадь от 0,01 га до 1,0 га. Ширина семенных полос для сохранения устойчивости должна быть не менее 30 м.
Механическое воздействие на подстилку и почву – минерализация поверхности почвы осуществляется различными почвообрабатывающими орудиями, которые должны соответствовать почвенно-грунтовым условиям. На почвах с избыточным увлажнением необходимо создавать микроповышения. Для тяжелых или легких почв с различным состоянием живого напочвенного покрова применяются различные орудия - от якорных покровосдирателей до фрез, культиваторов, плугов. В зависимости от плодородия, механического состава и степени увлажнения почв на многих вырубках в сравнительно короткое время развивается мощный травянистый или моховой покров, который препятствует прорастанию семян и росту самосева. Кроме того, после рубки древостоя на вырубках в ряде случаев образуется или избыток влаги, или ее недостаток. В результате этого, можно не получить благонадежного естественного возобновления главных пород. Неблагоприятные условия для прорастания семян и роста всходов во многих случаях наблюдаются и под пологом древостоев, когда напочвенный покров представлен мощной, слабо разложившейся подстилкой или сильно развитой травянистой растительностью с образованием дернины. В этих случаях в целях создания благоприятных условий для прорастания семян проводится обработка (минерализация) почвы.
Обработку почвы в порядке содействия естественному возобновлению необходимо также увязывать с периодом плодоношения материнского древостоя, если это мероприятие проектируется под пологом леса. Минерализация почвы должна проводиться в урожайный год во второй половине лета и осенью перед опадением семян, чтобы подготовленные полосы или площадки не успели зарасти травянистой и моховой растительностью. Для получения под пологом леса развитого, благонадежного подроста обработку почвы проводят за несколько лет до рубки. Продолжительность этого срока зависит от биологических особенностей древесных пород, полноты древостоя (степени сомкнутости крон) и его состава, а также от почвенно-грунтовых условий. В сосновых насаждениях при сомкнутости крон не выше 0,6 почву обрабатывают за 2-3 года до рубки, в ельниках - за 4-5 лет, в высокополнотных ельниках и сосняках на влажных и сырых почвах - за 5-6 лет.
Механическая обработка почвы под пологом древостоев в целях содействия естественному возобновлению леса на свежих песчаных, супесчаных и легких суглинистых почвах заключается в удалении растительного и мертвого напочвенного покрова с обнажением минерального слоя почвы, на влажных тяжелых и средних суглинках - в удалении мохового и травянистого и неразложившегося верхнего слоя подстилки. На сырых почвах необходимо создание микровозвышений. На вырубках с сухими песчаными и супесчаными почвами из-под сосняков лишайниковых, вересковых и брусничниковых обработка почвы осуществляется путем удаления полосами или площадками напочвенного покрова и подстилки. На свежих незадернелых вырубках из-под ельников и сосняков кисличниковых с суглинистыми и супесчаными почвами удаляется напочвенный покров и подстилка с одновременным рыхлением минерального слоя почвы. На вырубках из-под ельников и сосняков черничниковых и близких к ним типов леса с подзолистыми суглинистыми и глинистыми почвами обработку почвы рекомендуется проводить путем прокладки плужных борозд одно- или двухотвальными лесными плугами.
Осуществляя обработку почвы в целях содействия естественному возобновлению леса, не следует стремиться к полному удалению напочвенного покрова и подстилки, так как в этом случае, как правило, условия для прорастания семян и дальнейшего роста всходов могут ухудшиться. Оставленные частично подстилка, травянистый и моховой покров предохраняют почву от иссушения, а всходы от воздействия неблагоприятных температур и солнечных ожогов. Как под пологом леса, так и на вырубках общая обработанная поверхность должна составлять около 30%.
Для обработки почвы могут быть использованы покровосдиратели, рыхлители и фрезы, а на тяжелых и сильно задернелых почвах лесные плуги. Промышленностью серийно выпускаются следующие почвообрабатывающие орудия, которые целесообразно применять при проведении мер содействия естественному возобновлению леса.
Покровосдиратель лесной навесной ПЛ-1,2 обеспечивает снятие подстилки, мохового покрова и рыхления почвы на нераскорчеванных вырубках и пустырях. Производительность орудия за 1 ч чистой работы составляет 4 км при ширине захвата 1,2 м. Покровосдиратель агрегатируется с тракторами ЛХТ-55 и ТДТ-40М.
Покровосдиратель дисковый навесной ПДН-1 используется для обработки почвы полосами шириной 1м. Это орудие агрегатируется с тракторами ТДТ-40М, ТДТ-55 и ЛХТ-55, оборудованными задним механизмом навески. Производительность агрегата за 1 ч оперативной работы от 2 до 3,2 км.
Рыхлитель лесной дисковый навесной РЛД-2 при работе образует две минерализованные полосы по следам гусеницы трактора. Работает в условиях свежих слабозадернелых вырубок. Обеспечивает глубину рыхления почвы до 0,15 м и общую ширину захвата 1,8 м. Агрегатируется с тракторами ТДТ-40М, ЛХТ-55. Производительность агрегата за 1ч оперативного времени до 4 км.
Дисковый лесной культиватор навесной ДЛКН-6 предназначен для полосной обработки почвы под пологом леса и на нераскорчеванных незадернелых вырубках. Производительность за 1 ч оперативной работы до 4 км, ширина прокладываемой борозды 1 - 1,1 м при глубине рыхления до 0,12 м. Культиватор агрегатируется с тракторами Т-25 и Т-40.
Фреза лесная унифицированная навесная ФЛУ-0,8 используется для полосной обработки почвы на глубину до 0,17 м. Может применяться на свежих слабо - и среднезадернелых вырубках с количеством пней до 600 штук/га, а также под пологом леса с количеством стволов 600шт./га. Привод рабочего органа фрезы осуществляется от вала отбора мощности трактора. Ширина обрабатываемой полосы составляет 0,8 м, а производительность за 1ч оперативного времени до 2,5 км. Фреза агрегатируется с тракторами ЛХТ-55. В местах, где по условиям местопроизрастания обработку почвы необходимо проводить путем нарезки борозд, применяют лесные плуги.
Плуг лесной комбинированный ПКЛ-70 с одно- и двухотвальным корпусом. Плуг предназначен для бороздной подготовки дренированных и временно переувлажненных почв на нераскорчеванных вырубках с количеством пней до 800 шт./га. Плуг агрегатируется с тракторами ТДТ-40М, ТДТ-55.
Плуг лесной дисковый навесной ПЛД-1,2 обрабатывает почву полосами с образованием посредине полосы микроповышения высотой около 0,12 м. Плуг может применяться на свежих слабозадернелых вырубках с количеством пней до 600 шт./га. Агрегатируется с тракторами ТДТ-40М, ТДТ-55, ЛХТ-55, оборудованными задним механизмом навески.
Обжиг - контролируемый огонь. Эта мера является одной из самых эффективных, однако, и небезопасной. При соответствующих мерах проводится в странах Скандинавского полуострова. В России мера не применяется из-за боязни выпустить огонь из-под контроля. «Огонь плохой мастер, но хороший подмастерье». Это сравнительно недорогая, но достаточно эффективная технология снижения горимости лесов заключается в регулировании запасов лесных горючих материалов с помощью контролируемых профилактических полосных выжиганий.
Такая технология не противоречит действующим Правилам пожарной безопасности в лесах Российской Федерации, которые разрешают контролируемое выжигание с целью предупреждения лесных пожаров, в том числе на не покрытых лесом землях лесного фонда, на противопожарных заслонах ранней весной, а также для выжигания напочвенного покрова между двумя минерализованными полосами.
Полосные выжигания эффективны в лесорастительных и метеорологических условиях, обеспечивающих оптимальные параметры горения лесной подстилки, уничтожение основных проводников горения и других мелких напочвенных горючих материалов без нанесения ущерба насаждениям.
Выжигание горючих материалов полосами требуемой ширины под пологом насаждений проводится до наступления высокой пожарной опасности. Площадное выжигание должно проводиться в пределах замкнутых блоков из существующих или вновь создаваемых преград для распространения горения по напочвенным горючим материалам. Наиболее эффективным и малозатратным способом создания таких препятствий является применение полос из высокократной пены.
Небольшой интенсивности управляемый огонь не причиняет существенного вреда древостою, уничтожает полностью или в значительной мере подстилку, кустарник и лиственный подлесок.
Очистка вырубок является мерой, способствующей сохранению влаги на сухих почвах: измельченные порубочные остатки равномерно разбрасывают, затеняя почву. На свежих почвах их собирают в кучи и либо сжигают, либо оставляют на перегнивание. На переувлажненных участках порубочные остатки собирают в виде небольших куч. Перегнивая, они создают микроповышения, на которых складывается благоприятный для существования всходов, самосева и подроста водно-воздушный режим корнеобитаемого горизонта.
Содействию возобновлению, особенно путем минерализации почвы, уделяется мало внимания, как проектировщиками, так и исполнителями. Укоренилось мнение о бесперспективности этой меры. Она и впрямь не дает результатов, если не руководствоваться законами жизни и развития леса, а вопреки ним проводить содействие для «галочки». Дело в том, что минерализация проводится без соблюдения элементарных правил: фенологические наблюдения за семеношением систематически не ведутся, годы проведения работ не во всех случаях увязываются с семенными годами, не дифференцируется выбор орудий по типам леса, сроки работ не согласуются со сроками опадения семян, листопада и осыпания хвои. В результате дискредитируется сама идея мероприятия, которое в прошлом при соблюдении лесоводственных требований давало положительные результаты. Использование управляемого огня, дающего прекрасный эффект в скандинавских странах, в нашей стране все еще не получило должного распространения. Лесоустройство часто необоснованно (шаблонно) намечает искусственное лесовосстановление. Чрезмерное повсеместное увлечение лесными культурами является затратной технологией лесовосстановления. Здесь требуется оптимизация. Только детальный анализ ситуации и последующая корректировка ведения лесного хозяйства могут привести к формированию продуктивных и устойчивых лесов, дать действительную экономию средств и трудовых затрат на лесовосстановление.
Из вышесказанного и результаты исследования естественного возобновления в условиях лесничества позволяют сделать вывод, что мероприятия по содействию естественному возобновлению должны проводится в приспевающих насаждениях. Площадь приспевающих ельников составляет 11,9 тыс. га. В условиях недостаточного финансирования расчет затрат на СЕВ и на создание лесных культур целесообразно вести на 1га.