Виды, методы, способы производства и типы лесных культур

ВВЕДЕНИЕ

Лес – природно-хозяйственное единство среды и лесной растительности, всесторонне используемое в народном хозяйстве и подлежащее охране и расширенному воспроизводству. В Республике Беларусь лесные насаждения занимают около 40 % территории.

Рациональное использование лесных земель, обеспечение оптимальной лесистости и улучшение окружающей среды возможно прежде всего восстановлением хозяйственно ценных лесов посредством искусственного лесовосстановления - создания лесных культур на площадях, ранее покрытых лесом или искусственного возобновления - возобновление леса созданием лесных культур. На других землях, на которых возможно выращивание насаждений, должно осуществляться лесоразведение ­создание лесных культур на площадях, ранее не занятых лесом. Под лесоразведением понимается и создание лесных культур на землях, ранее не предназначенных или бывших непригодными для произрастания лесной растительности.

Искусственное лесовосстановление и лесоразведение обеспечивают выращивание высокопродуктивных, долговечных и стабильных лесов. Лесные культуры - лесные насаждения, созданные посевом или посадкой. В последнее время лесные культуры определены, как лесные насаждения искусственного происхождения, а также участки земель с древесными растениями, возникшими в результате посева или посадки для создания таких культур.

Целью данного курсового проектирования является разработка проекта комплексной механизации работ по созданию лесных культур дуба на вырубке с дренированными почвами.

ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Искусственное лесовыращивание. Улучшение воспроизводства и качественного состояния лесов свя­занно со строгим соблюдением правил рубок и лесовосстановления, чет­ким выполнением технологии лесосечных работ, мерами содействия есте­ственному возобновлению. Однако и они не в состоянии ликвидировать последствия не всегда рационального лесопользования. Поэтому значи­тельно возрастает значение искусственного лесовосстановления, т. е. про­изводство лесных культур, особенно в тяжелых условиях с временно и по­стоянно избыточным увлажнением почвы, куда перемещаются основные объемы лесозаготовок.

Лесовосстановление до сих пор остается острой и сложной как эко­номической, так и экологической проблемой. Оно тесно связано прежде всего со сплошными рубками, технологией лесосечных работ, применяе­мыми лесозаготовительными машинами, особенно на трелевке деревьев и хлыстов. Поэтому успешное решение задач искусственного лесовосста­новления неразрывно связано с начальными этапами производства лесных культур: лесным семеноводством, лесными питомниками, а затем и за-культивированием не покрытых лесом земель.

В воспроизводстве лесов основными направлениями являются: а) искусственное лесовосстановление; б) лесоразведение; в) реконструкция малоценных нежелательных лесных насаждений; г) лесная рекультивация земель. Искусственное лесовосстановление как важнейшее направление в лесокультурном производстве включает создание лесных культур на пло­щадях ранее покрытых лесом; лесоразведение - создание лесных культур на землях ранее не занятых лесом; реконструкция малоценных лесных на­саждений - замена нежелательных лесных насаждений хозяйственно цен­ными путем создания лесных культур или рубок ухода; лесная рекультива­ция земель - создание лесных культур на нарушенных землях после техни­ческого этапа рекультивации/

Главными целями и задачами искусственного создания лесов (лесных культур), а следовательно и технологии лесовосстановления, являются:

- выращивание высокопродуктивных насаждений, имеющих к воз­
расту рубки главного пользования наибольший запас древесины;

-создание насаждений из хозяйственно ценных древесных пород, обладающих древесиной высоких технических качеств;

- сокращение срока восстановления вырубленных лесов и других не
покрытых лесом земель.

Для создания лесных культур будет использована 3-летняя вырубка.

Площадь, на которой будут проводится работы занимает 150 га; почвенные условия: дренированная, свежая, с задернением почва; количество пней – 400 шт.\га.; средний диаметр пней 30 см; естественное возобновление редкое, высотой 2,5 м. В качестве посадочного материала будут использоваться крупномерные саженцы дуба; агротехнические уходы будут проводиться 1 раз в год посадки, число рабочих дней – по нормативам.

Согласно исходным данным курсового проекта вырубка, на которой будут создаваться лесные культуры принадлежит к категории «б» (вырубки, редины и гари, не возобновившиеся главными и второстепенными породами, с наличием на 1 га до 500 пней на избыточно увлажненных почвах и до 600 пней на дренированных и сухих почвах, где возможна частичная обработка почвы без пред­варительной полосной раскорчевки пней, а на вырубках с влаж­ными и сырыми почвами необходимо формирование различных микроповышений).

Виды, методы, способы производства и типы лесных культур

Под видом лесных культур понимают время их производства относи­тельно рубки главного пользования, принцип образования насаждений ис­кусственного происхождения и первоначальный состав посевов и посадок.

По времени производства лесных культур относительно рубок они разделяются на предварительные и последующие. Предварительные лес­ные культуры такие, которые созданы для замены поступающих в рубку в ближайшие годы спелых и перестойных древостоев. Они закладываются, как правило, из теневыносливых древесных пород: ели, пихты, кедра, бука и т. п. Их создают за 3...10 лет до рубки, чаще всего под пологом мелколи­ственных древостоев с полнотой 0,3...0,7, сокращая срок выращивания спелого леса. Однако такие культуры имеют определенный недостаток, так как повреждаются при лесосечных работах.

Из вида предварительных культур выделяют подпологовые лесные культуры, которые создают под пологом низкополнотного насаждения для повышения его продуктивности, устойчивости и декоративных свойств. Подпологовые культуры создают в древостоях II и III классов возраста и полнотой ниже 0,7. К периоду рубки главного пользо­вания древесина подпологовых культур достигнет товарных размеров.

Последующие лесные культуры такие, которые создают на вырубках после рубки древостоя и с плохим необеспеченным или недостаточным ес­тественным возобновлением.

По основным принципам образования насаждений искусственного происхождения они подразделяются на сплошные и частичные лесные культуры.

Сплошные лесные культуры- культуры с относительно равномер­ным размещением культивируемых пород, обеспечивающим их преобла­дающее участие в составе насаждений. Такие культуры чаще всего создают на лесокультурных площадях категории "а". Частич­ные лесные культуры - культуры, размещенные на площади в местах, ли­шенных подроста главной породы, для увеличения полноты или улучше­ния породного состава насаждения.

В зависимости от первоначального состава посадок и посевов лесные культуры разделяют на чистые и смешанные. Чистые лесные культуры -культуры, состоящие из одного вида деревьев или кустарников. Смешан­ные лесные культуры - культуры, состоящие из двух или более видов де­ревьев и кустарников. Чистые лесные культуры реко­мендуется создавать на бедных, очень сухих и сухих песчаных почвах. Здесь культивируется, как правило, сосна. Чистые культуры создают и при целевом ведении хозяйства, например, при выращивании ели для произ­водства целлюлозы и бумаги. Такие культуры чаще всего создают в зоне хвойных лесов во всех типах условий местопроизрастания, так как при на­лете семян других, прежде всего лиственных пород, они превращаются в смешанные.

Смешанные лесные культуры закладывают в зонах сме­шанных и лиственных лесов в богатых лесорастительных условиях. Они создаются из главной лесообразующей и сопутствующей породы, послед­няя из которых должна находиться, как правило, в подчиненном пологе, формируя сложные 2-3-ярусные насаждения. Главной породой выбирается хозяйственно ценная и светолюбивая, а сопутствующей — теневыносливая, выполняющая вспомогательное значение. Одной из лучших сопутствую­щих пород для дуба, сосны и ели является липа. Сопутствующие породы иногда могут выступать в качестве лесообразователя, выходя в I ярус. На­пример, в зоне лиственных лесов липа в ельниках на богатых почвах вы­ступает совместно с елью лесообразующей породой.

Смешение пород рекомендуется осуществлять следующими спосо­бами: чистыми рядами, в рядах (светолюбивые породы чередуются с тене­выносливыми) и группами (чередование пород биогруппами). Для ослаб­ления резкого влияния древесных пород друг на друга высаживают ряд кустарников

Под методом производства лесных культур понимают способ прак­тического осуществления их создания. Различают два метода закладки культур в зависимости от исходного лесокультурного материала: посев и посадку. Создание культур посадкой осуществляется путем высадки на лесокультурную площадь сеянцев или саженцев, выращенных в лесном пи­томнике, а посевом - путем посева семян непосредственно на объекты ле-совосстановления.

Способ создания культур - это совокупность приемов выполнения лесокультурных работ вручную или с применением средств механизации. Способ производства включает и характер размещения посевных посадочных мест на лесокультурной площади. В зависимости от лесоводственных свойств древесных пород, лесорастительной зоны и типа лосорастительных условий применяют следующие основные способы по­сева семян: строчный (рядовой), строчно-луночный, ленточный, биогруп­пами и вразброс.

Строчный посев - семена высевают непрерывной строчкой. Строч­но-луночный - семена высевают в небольшие лунки, размещенные в ряду через 0,5...! м. Ленточный посев - рядовой посев, в котором два или не­сколько рядков с расстоянием между ними от 7,5 до 15 см, образующих посевное место, чередуются с более широкими междурядьями. В лесокультурном деле обычно при ленточном посеве применя­ется 2...3-строчный, когда расстояние между строчками принимается 30...40 см, а между лентами 3...5 м. Посев биогруппами хвойных пород осуществляют в площадки размером 0,5x0,5 м, 0,7x0,7 м и чаще 1x1 м, на которые и высевают семена в 3...5 лунок. При посеве желудей дуба размер площадок увеличивается до 1x2,1,5x2 и 2x2 м. Посев семян вразброс про­водится по всей лесокультурной площади, как, например, с помощью лета­тельных аппаратов (аэросев леса).

Характер размещения посадочных мест на лесокулыурной площади зависит от тех же основных условий, что и посевных. Применяют рядовой, ленточный, широкополосный, биогруппами и коридорный способы посад­ки (рис. 1).

Рис. 1.1 Способы посадки: а - рядовая, б - ленточная, в - широкополосная, г - коридорная, д – биогруппами.

При рядовой посадке посадочные места располагают на равном рас­стоянии друг от друга (0,5...1,5 м параллельными рядами). При ленточной посадке 2...3 ряда посадочных мест располагают параллельными рядами. Широкополосную посадку, как и ленточную, применяют при создании 4...5-параллельных рядов с расстоянием между ними 30...40 см и расстоя­нием между 4...5-рядными полосами 3...5 м. Посадка биогруппами анало­гична созданию лесных культур посевом. В каждую площадку (в зависи­мости от ее размера, породы, вида и возраста посадочного материала) вы­саживают от 3 до 25 сеянцев. Коридорная посадка применяется при рекон­струкции состава малоценных молодняков. Посадочные места располагают в 3...6-метровых коридорах, прорубаемых на таком же расстоянии между ними. Сеянцы, чаще саженцы, высаживают в коридорах через 1...1,5 м.

На основании лесоводственной, лесокультурной и технологической оценки вырубок и других не покрытых лесом земель обосновывают вид лесных культур (предварительные или последующие, сплошные или час­тичные, чистые или смешанные), метод их создания (посев или посадка), способ производства (размещение посевных или посадочных мест) и соз­дают тип лесных культур с обязательным учетом лесорастительной зоны, бывшего типа леса, условий местопроизрастания, типа вырубок, категории лесокультурной площади и целевого назначения выращиваемых древостоев искусственного происхождения.

Тип лесных культур- культуры, характеризующиеся общими осо­бенностями технологии создания, породным составом, размещением и гус­тотой культивируемых древесных растений. Этот показа­тель отражает с наибольшей полнотой искусственное лесовосстановление.

Густота лесных культур

Густота лесных культур - число деревьев и кустарников, культивируе­мых на единице площади . Этот показатель, совместно с ха­рактером размещения посевных и посадочных мест, является важнейшим при искусственном лесовосстановлении, практически предопределяет лесоводственную и хозяйственную эффективность лесных культур. Она обеспечива­ет формирование наиболее продуктивных и устойчивых древостоев искусст­венного происхождения. Густота тесно связана с шагом посадки (посева), т.е. расстоянием между лесокультурными местами по линии ряда и шириной ме­ждурядий - расстоянием между соседними параллельными рядами.

Каждому возрасту лесных культур свойственна своя густота, которая влияет на рост и формирование насаждений. Она предопределяет сроки смы­кания древесных растений в рядах и междурядьях, количество и характер аг­ротехнических уходов, дополнений, возможность механизации лесокультурных работ. От густоты зависит начало лесоводственных уходов, размер про­межуточного пользования и, наконец затраты труда и средств на выращива­ние насаждений искусственного происхождения.

При закладке лесных кулыур первоначальная густота в каждой лесо-растительной зоне должна определяться лесоводственными свойствами культивируемых деревьев и кустарников, типами леса, условиями местопро­израстания и вырубок, категорией лесокультурной площади, составом и це­лями выращиваемого насаждения и др. Светолюбивые древесные породы (сосна, лиственница, дуб и др.) выращивают более редкими, чем теневынос­ливые (ель пихта, липа и др.). В бывших высокопродуктивных типах леса и богатых условиях местопроизрастания культуры закладывают меньшей гус­тоты, чем в малопродуктивных и бедных лесорастительных условиях. При создании культур для производства целлюлозно-бумажного сырья их выра­щивают в более густом стоянии, чем при производстве пиловочника и т.д. В результате густота посадок сосны рекомендо­вана от 2,5 до 4...8тыс. экз./га, ели- от 2,5...3 до 5...8тыс. экз./га, листвен­ницы 2...4тыс. экз./га и т.д. Лесные культуры при густоте посадки или по­сева до 1.. .2 тыс. экз./га принято считать редкими, от 2,5 до 5 тыс. экз./га - средней густоты и свыше 5 тыс./га - густыми.

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Технология выполнения работ при создании лесных культур на вырубках подбирается в зависимости от категории и состояния последних.

Применяют: сплошную раскор­чевку с последующей транспортировкой пней за пределы лесокультурной площади, полосную расчистку вырубок от порубочных остатков, валежника и неликвидной древесины с корчевкой на полосе пней и смещением их на прилегающую кулису; фрезерова­ние надземной части крупных пней до уровня почвы на полосах шириной до 4 м; рыхление почвы полосами шириной 0,8... 1,2 м на глубину 20 см с одновременным фрезерованием пней диамет­ром до 20 см и порубочных остатков.

Наиболее широкое распространение получил способ полосной расчистки и раскорчевки вырубок, являющийся более дешевым и достаточно эффективным. Полосная расчистка и раскорчевка вы­рубок дает возможность применения комплексной механизации всех последующих технологических операций лесовосстановления. На свежих вырубках с дренированными и временно переувлажня­емыми почвами расчищают полосы шириной 2...2,5 м. Расстояние между серединами расчищаемых полос не должно превы­шать 5 м для создания необходимого количества посадочных мест. Кроме того, расчищаемые полосы должны отвечать следующим требованиям:

- ширина их должна обеспечивать проходимость агрегатов при выполнении всех последующих технологических операций для со­здания лесных культур;

- полосы должны быть по возможности прямолинейными; до­пускается плавное искривление полос для объезда крупных или групповых пней;

- максимально должен быть сохранен верхний плодородный слой, особенно на почвах с тонким гумусовым горизонтом.

Обработка почвы должна создавать оптимальные условия для комплексной механизации всех последующих технологических опе­раций, обеспечивать регулирование водного режима на дрениро­ванных почвах, а также снижать вредное воздействие травянистой растительности в зоне высаженных культур. На равнинных вырубках применяются следующие виды обра­ботки почвы: частичная (бороздами, полосами, микроповышени­ями и площадками) обработка и сплошная вспашка после сплош­ной раскорчевки.

Наиболее распространенные технологические схемы обработки почвы на вырубках приведены на рис. 1.

Рис. 2.1 Технологические схемы обработки почвы:

а- плугами ПКЛ-70А, ПЛБ-0,7, ПЛБ-1; б — плугом ПКЛ-70А с одноотвальным корпусом; в- фрезой лесной ФЛУ-0,8 и машиной фрезерной МЛФ-0.8; ,г- плугом дисковым ПДВ-1,5; д — плугом лесным ПЛМ-1,5; е- фрезой шнековой ФЛШ-1,2; ж- плугом лесным ПЛ-2-50; з- плугами ПЛO-400, ПШ-1.

Исходя из данных курсового проекта, был разработан технологический процесс, включающий несколько операций.

Так как лесокультурной площадью является 3-летняя вырубка с количеством пней 400 шт/га, то нет необходимости в раскорчевке территории. Значит, первой технологической операцией будет сбор сучьев, валежника, порубочных остатков в кучи и валы. Чтобы при дальнейшем проведении работ эти остатки не мешали, их следует сжечь, предварительно просушив. На вырубках со свежими задернелыми супесчаными и легкосуглинистыми почвами необходимо рыхлить почву полосами на глубину 10-15 см с одновременным перемешиванием подстилки и минерального слоя. Расстояние между полосами 3-5 м. Далее осуществляется полосная обработка почвы бороздами (почва на данной вырубке дренированная). Производится посадка лесных культур, и последующий уход за ними 1 раз в год посадки.

ПОДБОР СИСТЕМЫ МАШИН

Система машин – это совокупность различных машин и приспособлений, взаимно увязанных в технологическом процессе по своим технико-экономическим, эксплуатационным показателям, обеспечивающие последовательность выполнения основных и дополнительных работ, процессов.

При подборе трактора необходимо предусмотреть их возможно более полное использование в течение всего сезона, поэтому следует принимать во внимание степень универсальности трактора, т.е. способность агрегатироваться с различными рабочими машинами.

При подборе рабочей машины в первую очередь учитываются ее техно­логические показатели, т.е. машина должна обеспечивать выполнение за­данного технологического процесса в указанных условиях в соответствии с агротехническими требованиями.

Для условий лесного хозяйства, где лесокультурные площади невелики, часто неправильной конфигурации и сложны по условиям работы (наличие пней), важным показателем агрегата является его маневренность. Поэтому при составлении агрегатов предпочтение надо отдать навесным машинам.

Выбирается тип трактора, который для данных условий обладает лучшей проходимостью и устойчивостью хода.

Система машин, применяемая для создания лесных культур крупномерными саженцами дуба на 3-летней вырубке:

1.Подборщик сучьев ПС-2,4 - предназначен для сбора порубочных остатков, а также неликвидной древесины в валы в технологических коридорах, агрегатируется с трактором ТДТ-55А.

2.Фреза лесная унифицированная ФЛУ-0,8 - служит для основной обработки почвы полосами на вырубках с числом пней до 600 шт/га под посадку лесных культур, агрегатируется с трактором ДТ-75М.

3.Плуг комбинированный лесной ПКЛ-70А – используется для нарезки борозд под лесные культуры на вырубках, очищенных от порубочных остатков, агрегатируется с трактором ДТ-75М.

4.Машина лесопосадочная универсальная МЛУ-1А – применяется для посадки саженцев и сеянцев лиственных и хвойных пород на вырубках с дренированными почвами, агрегатируется с трактором ТДТ-55А.

5. Культиватор лесной бороздной КЛБ-1,7 используется для ухода за лесными культурами на вырубках, посаженными в дно плужных борозд или в полосы, подготовленные лесными фрезами, агрегатируется с трактором ДТ-75М.

ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИН