Лесосырьевые плантации на основе быстрорастущих мягколиственных насаждений
Дефицит древесного сырья для предприятий глубокой механической и химической переработки не первый год существует в России - стране, на территории которой сосредоточена четверть мировых запасов лесных ресурсов.
Плантация тиковых деревьев, Коста-Рика
Экономически доступное расстояние вывоза древесного сырья сократилось до 300-400 км. Лесозаготовительный бизнес в истощенных лесосырьевых базах нерентабелен: затраты на лесовосстановление хвойных пород с помощью лесных культур окупаются через 40-60 лет.
В статье 42 Лесного кодекса предусмотрено создание лесосырьевых плантаций на арендованных лесных участках. Общие затраты на формирование плантаций быстрорастущих древесных пород значительно выше по сравнению с затрататми на выращивание традиционных лесных культур, но и в данном случае товарная продукция может быть получена лишь через 20-40 лет из-за холодного климата.
Другой путь создания плантаций с ускоренным получением древесной биомассы - формирование на лесных участках с преобладанием мягколиственных пород (березы, осины) высокопродуктивных древостоев. Высокобонитетные березняки и осинники естественного происхождения в 20-30-летнем возрасте обладают запасами стволовой древесины на 1 га 170-250 м3 и более. При грамотном ведении хозяйства (рубки ухода, комплексный уход с использованием достижений науки) продуктивность березняков и осинников можно значительно повысить. Причем древесина, получаемая при рубках ухода, также может идти на переработку.
Необходимо отметить резкий рост промышленного использования лиственной тонкомерной древесины в последние годы на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности (для производства химико-термомеханической массы, полуцеллюлозы), производствах плитной продукции (ДВП, MDF, OSB) и биотоплива (пеллет, брикетов). В стране с 1999 года построено 82 завода по производству биотоплива. В том числе самый крупный в Европе - мощностью 1 млн т пеллет (в Выборгском районе Ленинградской области). Даже лесозаготовитель средней руки может самостоятельно построить цех пеллет, сырьем для которого и будет являться тонкомерная лиственная древесина, а также топливная щепа из дровяной древесины любых пород. Рынок сбыта пеллет, перевозимых на огромные расстояния, по сути, неограничен, в том числе и экспортный.
В целом для лесной промышленности России при формировании лесосырьевых плантаций в мягколиственных древостоях решаются многие проблемы:
- повышается рентабельность лесозаготовительных производств;
- сокращается оборот рубки;
- отсутствуют затраты на строительство новых лесных дорог;
- сокращается дефицит древесного сырья для глубокой химической переработки;
- сохраняется биоразнообразие бореальных лесов.
Биоэкологические свойства лесообразующих видов березы (березы повислой - Betula pendula и березы пушистой - Betula pubescens) позволяют формировать высокопродуктивные древостои в разных условиях произрастания. Лучший эффект формирования рубками ухода целевых березовых древостоев достигается в группах типов леса с дренированными суглинистыми и супесчаными почвами, производными от коренных типов леса хвойных пород, где береза достигает высокой производительности (Iа-II классы бонитета).
Состав и структура формируемых березовых насаждений, режим рубок ухода зависят от наличия ближайших действующих или проектируемых рынков сбыта древесного сырья. Выделяются две основные группы березовых насаждений: 1 - березовые чистые или с небольшой примесью (1-2 единицы состава) других пород; 2 - березово-осиновые, но с преобладанием березы в составе, в т. ч. с небольшой примесью (1-2 единицы состава) третьих пород.
В 1-й группе чистые березовые древостои семенного происхождения (10Б) формируются при отсутствии в исходном составе других древесных пород. При наличии в исходном составе примеси других пород (не более 1-2 единиц состава) рубками ухода формируются насаждения с участием этих пород, играющих роль подгона для березы. Подгоном могут служить как хвойные породы (сосна, ель), так и породы, менее ценные для потребителя, чем семенная береза (порослевая осина, порослевая береза, ольха и др.).
В качестве организационно-технических показателей рубок ухода можно привести следующие придержки.
В 1-й группе, т. е. в чистых березовых молодняках и березняках с небольшой примесью других, рубки ухода начинаются при возрасте деревьев 10-15 лет. Это так называемые предкоммерческие рубки, при которых на корню оставляется 1600-1800 деревьев и отсутствует сбыт полученной биомассы, которая остается на месте рубок. Интенсивность рубок (прочисток) - 25-30% по запасу, при этом сомкнутость крон молодняков после рубок ухода снижается максимум до 0,6. Повторяемость рубок в зависимости от богатства почв и скорости восстановления запаса - 5-7 лет.
Первый коммерческий уход (прореживание) в возрасте березы 20-25 лет проводится с большей интенсивностью (30-40% по запасу) и равномерной по площади выборкой деревьев. К нежелательным, подлежащим вырубке при формировании березовых насаждений, в т. ч. с малой примесью других пород, относятся в первую очередь осиновые деревья, пораженные гнилью, обычно наиболее крупные, оказывающие отрицательное влияние на лучшие деревья березы. В числе деревьев березы к нежелательным относятся отстающие в росте (если они не выполняют роль подгона), поврежденные, пораженные заболеваниями, с искривленными стволами, с развилками ствола, с плохо развитой кроной, а также часть наиболее крупных ширококронных деревьев (I класса роста по Крафту), отрицательно влияющие на лучшие, наиболее перспективные деревья березы, но несколько меньших размеров (II класса роста). При смешанном семенно-порослевом происхождении березы предпочтение при отборе на дальнейшее выращивание отдается деревьям семенного происхождения. В этом возрасте в насаждениях березняков высоких классов бонитета высота составляет 15-17 м, диаметр на высоте груди - 12-14 см, запас - 170-250 м3 на 1 га. Повторяемость прореживаний - в среднем 10 лет.
На этапе прореживаний (в возрасте насаждений 21-40 лет) в условиях плантационного выращивания березовых высокопродуктивных насаждений в зависимости от конъюнктуры рубки могут носить итоговый характер, т. е. переходить в разряд сплошных. Проходные рубки (в возрасте насаждений 41-50 лет) в условиях плантационного выращивания при использовании древесины на лесопильных и фанерных предприятиях также могут носить итоговый характер. При продолжении ухода за березняками проходные рубки умеренной интенсивности (25-30% по запасу) проводятся в высокополнотных древостоях (полнотой не менее 0,8). Возраст технической спелости высокобонитетных березняков для переработки на фанеру наступает в 60-70 лет.
Во 2-й группе (березово-осиновые древостои) рубками ухода формируют более высокопродуктивные насаждения по сравнению с чистыми березняками, но лишь при наличии здоровой осины. Регулирование состава смешанных березово-осиновых насаждений необходимо начинать в молодом возрасте (8-10 лет), т. е. в возрасте осветлений, и не допускать преобладания осины в составе древостоя (предкоммерческие рубки). Оптимальное участие в составе насаждений 2-й группы осины как породы более быстрорастущей по сравнению с березой, но менее ценной должно быть не более 4 единиц, т. е. состав древостоя в возрасте осветлений и далее должен быть 6-7 Б (3-4 Ос). Если в возрасте 8-10 лет такой состав уже имеется без хозяйственного вмешательства, рубки осветления (предкоммерческие рубки) могут не проводиться.
Прочистки (в возрасте насаждений 11-20 лет) проводятся умеренной интенсивности (25-30% по массе), с повторяемостью 5-8 лет. Отбор лучших деревьев березы и осины, оставляемых на дальнейшее выращивание, проводится с учетом того, что береза в молодом возрасте несколько отстает в росте от осины, поэтому лучшие деревья березы в возрасте до 30 лет могут уступать по высоте и диаметру деревьям осины. Прочистки обычно относят ко вторым предкоммерческим рубкам, т. е. обязательным для формирования высокопродуктивных древостоев в ближайшем будущем, но без получения на этой стадии дохода от сбыта биомассы.
Если состав березово-осиновых древостоев сформирован в молодняках, первый коммерческий уход на этапе прореживаний (21-40 лет) проводится с интенсивностью 30-40% с более или менее равномерным по площади оставлением на доращивание деревьев березы и осины. Период повторяемости - 10-15 лет. Снижение полноты ниже 0,6 нежелательно при продолжении ухода за древостоем. При смешанном семенном и порослевом происхождении насаждений в процессе отбора деревьев на доращивание преимущество отдается лучшим деревьям семенного происхождения.
Как и при выращивании чистых березняков, в условиях лесосырьевых плантаций на этапах прореживаний (в 21-40 лет) и проходных рубок (в 41-50 лет) рубки в смешанных березово-осиновых древостоях в зависимости от конъюнктуры могут носить итоговый характер, т. е. переходить в разряд сплошных.
Если арендатор принимает решение продолжать уход за смешанными березово-осиновыми насаждениями, при их высокой полноте (0,8 и выше) и участии трех-четырех единиц осины в составе проводятся проходные рубки, как правило, довольно высокой интенсивности (30-40% по запасу). При этом из насаждения выбираются в основном деревья осины, чтобы не допустить потери качества древесины смешанного насаждения от возможного распространения гнили, - тогда оставленный (интенсивно разреженный) древостой с преобладанием березы даст значительный дополнительный прирост и позволит получить к возрасту 55-60 лет крупномерные сортименты, в том числе фанерный кряж. Полнота древостоев при проведении подобных проходных рубок может снижаться в группах типов леса с дренированными почвами до 0,5. Часть здоровых деревьев осины может оставаться для поддержания сомкнутости полога. Небольшая примесь сосны, ели, других пород в качестве подгона сохраняется до итоговой рубки.
При интенсивном разреживании смешанных березово-осиновых древостоев, начиная с возраста прореживаний, для предотвращения задернения почвы сохраняется подлесок (ива, рябина, черемуха, крушина и т. д.). До последних приемов рубки могут сохраняться также отдельные деревья ольхи серой, выполняющие роль подгона и почвоулучшающей породы.
Из широкого диапазона условий произрастания, в которых осина (Populus tremula) возобновляется вследствие рубок смешанных хвойно-лиственных и мягколиственных древостоев, осиновые древостои наиболее целесообразно выращивать в группах типов леса с богатыми суглинистыми дренированными почвами (в первую очередь производные группы типов леса от ельников кисличных и сложных; в меньшей мере - от ельников черничных и ельников приручейных). При необходимости осиновые древостои могут формироваться рубками ухода из имеющихся молодняков осины в условиях относительно плодородных супесчаных почв групп типов леса, производных от сосняков кисличных и сложных, а также от сосняков черничных.
Обязательным условием при выборе насаждений для формирования рубками ухода целевых осинников является их устойчивость к поражению гнилью. Отбираемые насаждения должны относиться к устойчивым деревьям с единичным поражением болезнями (не более 5% деревьев).
Формирование осиновых насаждений целевого состава (без подроста хвойных и второго яруса хвойных),
т. е. чистых осинников или с небольшой примесью ценных пород (ели, березы и других - до трех единиц) достигается при наличии в исходном составе необходимого числа здоровых деревьев осины и при своевременном начале формирования (с возраста молодняков). С учетом экономических условий рубки ухода в осинниках, как правило, целесообразно начинать с конца первого десятилетия или даже с середины второго десятилетия (некоммерческие рубки). Интенсивность разреживания в молодняках - от умеренной (25-35% по запасу) до сильной (40-45%). Такая же интенсивность рекомендуется и для коммерческих рубок в осинниках в возрасте 20-25 лет. В этом возрасте для осинников I класса бонитета высота древостоя составляет 15-17 м, диаметр - 12-14 см, запас - 160-200 м3 на 1 га.
В возрасте проходных рубок (30-35 лет, вторая коммерческая рубка) интенсивность разреживаний ниже (на 5-10%), чем при прореживаниях.
При выращивании устойчивых к гнили осинников на пиловочник и крупномерные сортименты (возраст главной рубки - 41 год) рекомендуется проведение двух рубок ухода: в 12-15 лет (удаляются в основном больные экземпляры) и в 30 лет (сильная рубка) с выделением целевых деревьев из лучших здоровых I и II классов роста по Крафту. Одной из мер ухода за выделенными целевыми деревьями является очистка их от сучьев (обивка).
В насаждениях, наименее устойчивых к гнили, можно ограничиться проведением одной рубки ухода (прореживание в 20-25 лет), также с отбором наиболее перспективных целевых деревьев из числа здоровых лучших в указанном выше количестве по группам типов леса. Интенсивность разреживания, как правило, умеренная и сильная (до 45% по запасу), со снижением сомкнутости (полноты) до 0,5. Итоговая сплошная рубка также может проводиться до наступления возраста технической спелости (40-50 лет).
Кроны оставляемых на доращивание деревьев, как в березняках, так и в осинниках должны быть хорошо облиственными и находиться в верхней части полога. Их стволы должны быть прямыми, хорошо очищающимися от сучьев, без пороков. Целевые деревья являются основными объектами ухода, для них в первую очередь должны создаваться наиболее благоприятные условия роста, которые предусматривают освобождение вершин и верхних частей крон от затенения другими деревьями, наличие вспомогательных деревьев, затеняющих нижние части крон (в качестве подгона) и почву (для предупреждения ее задернения). Иными словами, рубки ухода на плантациях должны коренным образом отличаться от общераспространенных рубок дохода, их следует проводить с учетом последних достижений лесоводственной науки, оставляя на доращивание лучшие деревья. Только в этом случае арендатор, проводя регулярные приемы коммерческих рубок (через 8-10 лет), получая каждый раз определенный объем древесины и не допуская его перехода в отпад, к возрасту итоговой рубки, назначенному им самим, обеспечит максимальный запас высококачественной древесины.
На некоммерческих рубках могут применяться как специальные харвестеры для работы в молодняках, так и кусторезы. Срезанная биомасса, как правило, оставляется на месте. Прореживания и проходные рубки, а также сплошные итоговые рубки проводят на базе имеющихся технических средств (многооперационной техники, бензопил с тракторами).
В заключение следует отметить, что у использования для химико-механической переработки однородной молодой древесины с лесосырьевых плантаций мягколиственных пород есть неоспоримые достоинства. Это отсутствие ядровой и спелой древесины, оптимальный химический состав (пониженное содержание лигнина и экстрактивных веществ, повышенное содержание целлюлозы, пентозанов и гексозанов). Использование однородного древесного мягколиственного сырья позволяет уменьшить производственные затраты, повысить эффективность глубокой переработки.
Владимир КРЫЛОВ, канд. техн. наук, доцент
Александр СМИРНОВ, д-р с.-х. наук, профессор
Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет
