Партнеры журнала:

Лесозаготовка

Надо ли снижать возраст рубок?

Оценка влияния снижения возраста рубок на обеспеченность сырьем в долгосрочной перспективе

Для обеспечения ресурсами целлюлозно-бумажных комбинатов и развития производства биоэнергии депутаты от Архангельской обл. предложили Государственной думе РФ внести изменения в действующие лесохозяйственные нормативы, а именно: снизить возраст рубки в лесах, растущих вокруг действующих производств. Авторы настоящей публикации провели исследование, цель которого - оценка возможных последствий введения новых законодательных инициатив на примере буферной лесной зоны, находящейся в 100 км от Сегежского целлюлозно-бумажного комбината (Республика Карелия).

На основе анализа распределения запасов древесины в лесах буферной зоны проведено моделирование прироста, рубки и возобновления древостоев с учетом их транспортной доступности. Результаты моделирования позволили оценить влияние новых законодательных инициатив на устойчивость лесопользования в районе исследования. Методика исследования и разработанное программное обеспечение могут быть применены при оценке влияния интенсификации лесопользования для лесопромышленных предприятий Российской Федерации.

Новые законодательные инициативы

Увеличение доходов, полученных в результате использования и охраны лесов, является одной из приоритетных задач государственной лесной политики. Ожидается, что доходы от лесопользования вырастут в результате интенсивного ведения лесного хозяйства и ускоренного лесовосстановления. В марте 2014 года сенаторы от разных регионов: Геннадий Горбунов, Константин Добрынин, Людмила Кононова от Архангельской области и Михаил Пономарев от Тюменской области - внесли в Госдуму проект закона, изменяющего правила заготовки древесины. В частности, было предложено разрешить предприятиям назначать в рубку древостои не по возрасту, а по среднему диаметру ствола. Такие правила, считают сенаторы, удобнее для бизнеса. По подсчетам авторов законопроекта, в результате внедрения изменений ожидается увеличение налоговых платежей в бюджеты всех уровней на 5-7 млрд руб.[1].

9 июня 2014 года на совещании в Архангельске в присутствии Президента РФ Владимира Путина председатель совета директоров акционерной компании «Группа "Илим"» Захар Смушкин сказал: «Мы предлагали резко снизить возраст рубки, потому что сегодня у нас возраст рубки в среднем 100 лет. Фактически же достаточно 40 лет для возраста рубки, что позволит резко увеличить оборачиваемость лесных ресурсов, снизить затраты на инфраструктуру» [5].

Следует отметить, что в заявлениях г-на Смушкина и сенаторов не указывалось, по отношению к древостоям каких пород предлагается ввести снижение возраста рубки. По мнению И.В. Шутова, предложение снизить возраст рубки не относится к малоценным (в рыночном смысле слова) древостоям - осинникам и березнякам [4].

Предложение о снижении возраста рубки привлекательно для бизнеса, но, так как возраст рубки планируется снизить в экономически доступных лесах с развитой сетью дорог, эта инициатива коснется прежде всего лесных участков, находящихся в непосредственной близости от населенных пунктов густонаселенных территорий. Значительное снижение среднего возраста древостоев на обширных территориях также может сопровождаться рисками утраты биологического разнообразия и экономическими потерями для лесного комплекса в будущем, если процессы лесовосстановления не смогут компенсировать увеличивающиеся объемы изъятия древесины. В связи с этим возникает вопрос: как может отразиться решение о снижении возраста рубки на развитии устойчивого лесопользования в России?

Для оценки возможных последствий снижения возраста рубки была выбрана территория в радиусе 100 км от Сегежского целлюлозно-бумажного комбината (рис.1). Цель исследования - анализ устойчивости лесопользования Сегежского целлюлозно-бумажного комбината в течение 2014-2114 годов путем моделирования баланса потребления сырья, возобновления и роста древостоев в 100-километровой зоне вокруг комбината. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

  • получить космические снимки территории исследования за 2013-2014 годы;
  • создать карту площадей, покрытых лесом (по состоянию на 2014 год), составленную на основе анализа космических снимков, и исключить из нее территории, изъятые из хозяйственного использования;
  • получить карту распределения запасов насаждений на территории исследования по состоянию на 2014 год с ошибкой, не превышающей 30%;
  • провести моделирование динамики процессов прироста, рубки, возобновления насаждений по трем сценариям на 100-летний период:

а) исходя из максимально возможного объема изъятия древесины, определяемого действующими нормативно утвержденными методиками расчета (с использованием формулы второй возрастной расчетной лесосеки);

б) исходя из максимально возможного объема изъятия древесины в случае снижения возрастов рубки в два раза по сравнению с действующими нормативам (с использованием формулы второй возрастной расчетной лесосеки);в рубку поступают насаждения в возрасте от 41 года;

в) исходя из максимально возможного объема ежегодного потребления Сегежского комбината, без ограничения возрастов рубки; в рубку поступают насаждения с запасом от 80 м3/га;

  • оценить точность полученных результатов.

Методика инвентаризации лесных ресурсов

В связи с тем, что актуальные материалы лесоустройства по территории исследования были нам недоступны, картографирование лесных участков проводилось по космическим снимкам. Для анализа космических снимков использован онлайн-сервис www.forestrycloud.com, позволяющий получать карты лесов и карты запасов насаждений на основе автоматизированного анализа космических снимков Landsat 5 - 8. По космическим снимкам за период с 2000 по 2014 год сервисом была реконструирована динамика лесного покрова, позволяющая нанести на карту все вырубки, гари, покрытые и не покрытые лесом площади, определить год вырубки или гари. Технология инвентаризации лесов проекта forestrycloud основана на обработке большого количества мультиспектральных снимков со спутника Landsat 5 - 8 и радарных снимков EnvisatASAR. Обработка снимков выполняется на основе предварительного моделирования вариантов расположения пробных площадей на космических снимках, последующей закладки пробных площадей на местности. Полученные полевые данные используются для обучения алгоритма дешифрирования снимков.

Для дешифрирования космических снимков использовались снимки 87 пробных площадей, заложенных в Муезерском районе Республики Карелия в августе 2013 года и попавших в состав территории исследования или находящихся близ нее. На пробных площадях радиусом 7,98 м был проведен сплошной перечет, высота деревьев была измерена при помощи лазерного дальномера с точностью до 1 см, диаметр стволов- при помощи электронной вилки с точностью до 1 мм. Координаты каждого дерева были определены с точностью до 20 см. Сопоставление данных пробных площадей с результатами анализа радарных снимков позволило получить 14598 фотопроб, с помощью которых был определен запас насаждений с погрешностью, не превышающей 30%. Полученные фотопробы использовались для статистической дешифровки космических снимков (рис. 2). На основе данных сети пробных площадей, мультиспектральных данных Landsat 8 и радарных данных была построена карта распределения запасов насаждений по состоянию на 2014 год (рис. 3). Точность карты оценена путем кросс-валидации результатов классификации снимков с 87 пробными площадями, заложенными в Муезерском районе. Точность определения запаса составила 74%. Поскольку при агрегации данных на уровне 1 км складываются отрицательные и положительные ошибки, точность определения запаса возрастает до 87%. Таким образом, был сделан вывод: полученная карта пригодна для расчета проектируемых сценариев.

Карта подготовлена в виде слоя в формате ArcGIS и доступна заинтересованным сторонам по запросу. Минимальный размер полигона - 0,5 га, что соответствует масштабу лесоустроительных данных. Максимальная площадь выделов была уменьшена до 50 га, чтобы можно было корректно моделировать объем вырубаемой древесины с учетом сроков примыкания лесосек. Из полученной карты покрытых лесом площадей и вырубок исключены территории, изъятые из хозяйственного использования (участки с запретом на проведение сплошных рубок - особо охраняемые природные территории и защитные леса).

Структура лесного фонда

По состоянию на 2014 год, общая площадь лесов района исследования составила 1,823 млн га (рис. 4), 63% которых занято молодняками и средневозрастными насаждениями. Общий запас древесины на территории составил 143 млн м3, средний запас - 78 м3/га.

Такая структура лесного фонда характерна для территорий вокруг давно действующих предприятий. Пространственное распределение возраста насаждений отражает развитие инфраструктуры территории. Леса старше 100 лет сохранились всего на 2% территории. Довольно небольшие запасы древесины в средневозрастных и приспевающих насаждениях свидетельствуют о том, что в прошлом здесь не проводились эффективные рубки ухода. Потребление лесных ресурсов территории прежде было ориентировано на круглые лесоматериалы с низкой добавленной стоимостью. Низкая скорость увеличения запасов также связана с тем, что лесовосстановление шло здесь естественным путем.

Структура лесного фонда территории исследования отличается от структуры лесного фонда арендного участка предприятия, так как территория исследования не полностью совпадает с границами арендного участка предприятия.

Сценарии динамики заготовки по площади

Динамика заготовки по площади показывает эффективность использования земель лесного фонда при разных сценариях ведения лесного хозяйства (рис. 5). Согласно действующим нормативам, площадь заготовки будет сокращаться в течение 40 лет, затем произойдет ее увеличение и стабилизация. При снижении возраста рубки объемы заготовки изначально будут выше на 50% по сравнению с действующими нормативами, но в последующем объемы резко снизятся. Причем в 2089 году объемы заготовки не смогут удовлетворять потребности комбината, что поставит под угрозу обеспечение предприятия сырьем. При сценарии максимально возможного потребления комбинатом площадь заготовки снижается в период до 2081 года за счет накопления запасов древостоев. После 2081 года площадь вырубаемых древостоев станет равной площади, вырубаемой в начале изучаемого периода (с 2014 года). С 2101 по 2113 год площадь заготовки для сценария максимального потребления стабилизируется.

Таким образом, снижение возрастов рубки позволит увеличить объемы заготовки в краткосрочной перспективе. Но при этом сценарии за увеличение заготовки придется заплатить ее резким снижением в долгосрочной перспективе.

Сценарии динамики заготовки леса по запасу

Расчетный объем заготовки древесины по действующим нормативам на территорию исследования составил в 2014 году 2,8 млн м3, что также подтверждается значениями расчетной лесосеки для Костомукшского, Сегежского и Муезерского лесничеств в пропорциональном пересчете на территорию исследования.

Для сравнения расчетной лесосеки по существующим нормативам с вариантом расчетной лесосеки, которая будет определена в случае снижения возрастов рубок, на территории исследования был рассчитан сценарий максимально возможного объема потребления древесины комбинатом: 2 млн м3 в год (рис. 6). Расчеты показывают, что для заготовки такого объема лесных ресурсов на территории исследования достаточно.

Объемы заготовки по запасу (рис. 9) при снижении возраста рубки изначально оказываются на 36% выше, чем для расчета по действующим нормативам. Однако при этом сценарии увеличение объемов заготовки в среднесрочной перспективе (до 2053 года) приведет к ее резкому сокращению в долгосрочной перспективе. В 2092 году возможный объем заготовки в случае снижения возрастов рубки станет меньше потребности комбината.

При сохранении действующих нормативов возможный объем заготовки будет плавно сокращаться до 2052 года, затем начнется его постепенный рост. При этом недостаток ресурсов может возникнуть в 2093 году. Стоит отметить, что разница в расчетной лесосеке между сценарием максимально возможного потребления и сценарием снижения возрастов рубки с 2093 года существует, но она незначительная. В долгосрочной перспективе разница может увеличиться.

Сравнение динамики среднего запаса спелых и перестойных насаждений, включенных в расчет пользования при разных сценариях ведения лесного хозяйства (рис. 7) также показывает сокращение среднего запаса насаждений при снижении возраста рубки относительно других сценариев. При этом при действующих объемах потребления возможны резкие колебания среднего запаса спелых и перестойных насаждений, но кумулятивная разница запаса не превышает значения потери запаса при снижении возраста рубок. Отсутствие колебаний объемов заготовки при сценарии максимально возможного потребления комбинатом (рис. 5) до 2080 года и колебания среднего запаса в этом сценарии (рис. 7) объясняются транспортной доступностью насаждений и равномерным объемом ежегодного потребления.

Сравнение баланса запасов древесины по годам

Для каждого сценария был вычислен объем ресурсов по итогам года (рис. 8). При сценарии максимального потребления комбинатом общий объем древесины увеличится в течение 100 лет, при остальных сценариях - сократится.

Заготовка в соответствии с действующими нормативами по определению расчетной лесосеки при вырубке всего объема древесины в долгосрочной перспективе приведет к истощению лесных ресурсов на 29%. Снижение возраста рубки станет причиной значительного сокращения общего запаса древесины на исследуемой территории. В долгосрочной перспективе, к 2114 году общий запас древесины на территории исследования сократится на 40% относительно запаса в 2014 году. Таким образом, ни следование действующим нормативам, ни заготовка древесины в соответствии с предлагаемыми изменениями в законодательных актах не обеспечат ведение устойчивого лесопользования на анализируемой территории. Более того, снижение возраста рубки приведет к значительному сокращению скорости восстановления запасов и в конечном счете к истощению лесных ресурсов территории. Следует отметить, что исследуемая территория уже обеспечивает полностью потребности комбината в древесине по существующим производственным мощностям. Разница в общем балансе древесины по действующим нормативам и при снижении возраста рубки составит 17 млн м3 за 100 лет.

При этом следует отметить, что разработанная нами модель не учитывает естественный отпад древостоев и возможные лесные пожары. Данные о динамике лесных площадей, пройденных пожарами в Республике Карелия за 2003-2013 годы показывают, что в среднем ежегодно выгорает 0,048% территории лесного фонда. Это означает, что на территории исследования ежегодно возможно выгорание леса на площади 875 га и потери запаса в объеме 68250 м3 (при среднем запасе 78 м3/га). В 100-летней перспективе потеря от пожаров может составить 6,8 млн м3, что на 10 млн м3 больше разницы в общем запасе древесины по итогам 100-летнего периода по сценариям «действующие нормативы» и «снижение возраста рубки». В случае снижении возраста рубки и сохранения масштабов лесных пожаров скорость потери лесных ресурсов может значительно вырасти.

Структура лесного фонда

Сделаем прогнозное сравнение структуры лесного фонда при разных сценариях ведения лесного хозяйства через 100 лет. Возрастная структура лесного фонда территории исследования неоптимальна (рис. 9) и отражает практику лесопользования, основанного на пионерном освоении тайги. При ведении лесного хозяйства по сценарию «действующие нормативы» через 100 лет возрастная структура лесного фонда не станет оптимальной, хотя и произойдет ее незначительное улучшение. Снижение возраста рубки внесет еще больший дисбаланс в распределение площадей по классам возраста, ситуация по сравнению с изначально станет хуже. При сценарии лесопользования в объемах максимально возможного потребления комбинатом структура распределения площадей по классам возраста приблизится к оптимальным значениям, но не достигнет их. Таким образом, существующая структура лесного фонда, существующие нормативы, предлагаемые изменения в нормативно-правовые акты и возможности потребления не могут создавать основу для устойчивого лесопользования в 100-летней перспективе. Для достижения долгосрочного устойчивого ведения лесного хозяйства на территории исследования необходимо ограничить потребление древесины не расчетной лесосекой, а площадями, на которых проводится рубка в разных классах возраста. При этом оптимального распределения площадей по возрастам достичь будет сложно, но приближение к нему создаст условия для устойчивого лесопользования в долгосрочной перспективе.

Оценка результатов исследования

Устойчивое ведение лесного хозяйства должно обеспечивать долговременное неистощительное лесопользование. В идеале площади лесных участков по классам возраста должны быть равны (рис. 9). Такой вариант обеспечивал бы равномерность заготовки древесины в долгосрочной перспективе. Действующие нормативы (вторая возрастная расчетная лесосека) предусматривают восстановление истощенных ресурсов, поэтому в 100-летней перспективе произойдет увеличение доли спелых и перестойных насаждений по сравнению с 2014 годом (рис. 12), но этого будет недостаточно для обеспечения устойчивости лесопользования. Снижение возрастов рубки в рамках действующих нормативов внесет значительный дисбаланс в и без того неоптимальную возрастную структуру лесов. Заготовка древесины в объемах, соответствующих существующим мощностям переработки, прежде всего в транспортно доступных лесах, приводит к выравниванию возрастной структуры. Как показывают расчеты, для полного удовлетворения потребностей Сегежского ЦБК в древесине (больше оборота рубки) в долгосрочной перспективе достаточно лесных ресурсов, расположенных в радиусе 100 км от него. Причем для удовлетворения этих потребностей нет необходимости во введении новых нормативов, сокращающих возраст рубки. С учетом возможных непроизводительных потерь древесины именно существующий объем потребления сырья комбинатом для этой территории можно назвать оптимальным, обеспечивающим долгосрочную устойчивость лесопользования.

Результаты моделирования (рис. 8) показывают, что действующая методика определения расчетной лесосеки не является критерием устойчивости ведения лесного хозяйства, обеспечивающего долгосрочное пользование лесными ресурсами. При использовании действующих нормативов определения размера расчетной лесосеки в долгосрочной перспективе запасы истощатся. Следует отметить, что разработанной модели присущ ряд недостатков (упрощений):

  • Сценарии были рассчитаны только для хвойных насаждений (класс возраста - 20 лет). Это ограничение было введено в связи с тем, что 94% территории представлено хвойными насаждениями. Отдельный расчет для 4% территории, на которой представлены лиственные насаждения, позволил бы точнее вычислить объем накопленной древесины.
  • Известно, что большая часть вырубок при естественном возобновлении возобновляется лиственными породами и на таких участках формируются смешанные древостои. Вычислить, какие из древостоев после возобновления станут хвойными, а какие лиственными, не представляется возможным, поэтому все древостои при расчетах считались хвойными.
  • Точность определения запаса насаждений по космическим снимкам составила 74% на уровне выдела и 87% на уровне 1 км2. Однако при увеличении территории до 100 км2 ошибка определения запаса по космическим снимкам меньше, так как суммируются ошибки переоцененного и недооцененного запаса.
  • При определении возраста насаждений путем оценки запаса древесины нивелируется разница в продуктивности насаждений: наиболее продуктивные насаждения получают значения большего возраста, а менее продуктивные недооцениваются. Степень достоверной аппроксимации модели для определения возраста насаждений через запас составила 0,69. Возраст древостоев надежно определен только для вырубок с 2000 года. Более точное определение возраста через запас возможно только путем реконструкции динамики насаждений по данными дистанционного зондирования с 1974 года.
  • Объем древесины, потребляемый заводом в 100-летней перспективе, принят постоянным. Известно, что оборудование предприятия устарело и нуждается в модернизации, которая, в свою очередь, может привести к увеличению объемов потребления древесины.
  • Модель не учитывает естественные природные явления, которые могут сильно изменить структуру лесного фонда: пожары, ветровалы, вспышки численности вредителей леса.

Несмотря на недостатки модели, с нашей точки зрения, значительно повысить точность прогнозирования позволили следующие факторы:

  • большая территория исследования - 1,823 млн га;
  • высокая детализация исследования - расчет в модели выполнен индивидуально для 400921 древостоя;
  • длительный срок моделирования -100 лет;
  • высокая точность прогнозирования того, какие из древостоев будут вырублены и когда;
  • автоматический учет перспективного дорожного строительства, так как в процессе моделирования заготовки сначала выбираются древостои, растущие вдоль дорог, со временем расстояние до дорог увеличивается.

Разработанная в настоящем исследовании методика оценки устойчивости лесопользования учитывает транспортную доступность насаждений, реальную потребность предприятия в древесине. В перспективе метод может быть усовершенствован путем учета в моделировании реального сортиментного плана предприятия, экономической эффективности освоения лесов, реальной продуктивности насаждений. В качестве источника исходных данных могут быть использованы актуальные материалы лесоустройства или данные инвентаризации лесов по материалам космической съемки, это даст возможность оперативно оценить состояние лесных ресурсов предприятия и спрогнозировать не только динамику затрат на заготовку древесины, но и обеспеченность предприятия сырьем.

Возможности реализации интенсивной модели лесопользования в лесах Российской Федерации ограничиваются основными нормативными актами, регулирующими лесные отношения в стране в целом и внутри отдельного субъекта Федерации. Модель интенсивного и устойчивого ведения лесного хозяйства - это система, базирующаяся на методах экономического планирования и постоянного ухода за лесом, направленных прежде всего на повышение качества и продуктивности будущих насаждений. Такой подход позволяет существенно повысить экономическую отдачу лесов. Причем дополнительная прибыль при ведении интенсивного лесного хозяйства возникает не за счет увеличения объема древесины, а за счет изменения ее качества и, как следствие, стоимости заготовленных сортиментов. В России имеется опыт разработки региональных нормативов для интенсивной модели ведения лесного хозяйства в Псковском модельном лесу.

Применение интенсивной модели лесопользования с сокращением сроков рубки возможно только при выполнении трех условий:

  • переходе от естественного восстановления к искусственному возобновлению, позволяющему ускорить скорость восстановления лесов и скорость получения древесины;
  • реальном соблюдении системы рубок ухода за насаждениями, позволяющей увеличить стоимость древесины;
  • существовании спроса на древесину, заготовленную в результате рубок ухода.

Современные методы лесовосстановления, системы интенсивных рубок ухода и передовой взгляд на рубки главного пользования при наличии качественных лесоучетных данных и работ по планированию позволяют максимизировать прибыль деревообрабатывающего предприятия, а также повысить качество и продуктивность последующих восстанавливаемых лесных насаждений. Очень важно, чтобы весь лесохозяйственный цикл находился в руках одного собственника лесного участка -это вызовет у бизнеса интерес к инвестициям в лесное хозяйство и даст возможность долгосрочно планировать деятельность предприятия.

Евгений ЛОПАТИН, д-р. с.-х. наук (Финляндия), канд. с-x. наук (Россия),
Институт природных ресурсов Финляндии (Luke), научный руководитель проекта www.forestrycloud.com;
Максим ТРИШКИН, аспирант Университета Восточной Финляндии, директор проекта www.forestrycloud.com;
Константин КОБЯКОВ, координатор по лесам высокой природоохранной ценности WWF России;
Андрей ШИПИЛОВ, представитель проекта www.forestrycloud.com;
Имо ЛЕЙНОНЕН, научный сотрудник Института природных ресурсов Финляндии (Luke);
Тимо КАРЬЯЛАЙНЕН, д-р. с.-х. наук, профессор Института природных ресурсов Финляндии (Luke)

Литература

1. Борисова Д. Круглый счет. В Совете Федерации предложили ввести новые правила вырубки леса // Российские лесные вести. - 21 марта 2014 г. - С. 1.

2. ОАО «Сегежский ЦБК». Отчет по мониторингу хозяйственной деятельности и лесов высокой природоохранной ценности на участках аренды ОАО «Сегежский ЦБК» за 2013 год // Сегежский ЦБК. - 06. 06. 2014 г.-05. 08. 2014 г. // http://www.scbk.ru

3. Сегежский ЦБК. История Сегежского целлюлозно-бумажного комбината // Сегежский ЦБК. - 2014 г. - 05 08 2014 г. // http://www.scbk.ru

4. Шутов И. В. О предложениях З.Д. Смушкина о том, какое развитие должна получить лесная политика России // Лесной форум Гринпис России. - Гринпис России, 26 06 2014 г. - 05 08 2014 г. // http://www.forestforum.ru

5. Ярошенко А. На совещании о социально-экономическом развитии Архангельской области «Илим» добивался снижения возрастов рубки и повышения ввозных пошлин на бумагу // Лесной форум Гринпис. - Гринпис, 10 06 2014 г. - 05 08 2014 г. // http://www.forestforum.ru