Лесное хозяйство. статья_Май 2017 лес. Агроландшафтов в условиях казахстана 1А. Н. Алтыбаев, доктор технических наук, 2А. М. Шишкин
 Скачать 2.58 Mb.
|
|
УДК 630:631.173 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ МЕЛИОРАЦИИ АГРОЛАНДШАФТОВ В УСЛОВИЯХ КАЗАХСТАНА 1А.Н. Алтыбаев, доктор технических наук, 2А.М. Шишкин, научн. сотрудник, 1Е.В. Найденко, инженер-системотехник 1ТОО «Казахский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства», г. Алматы, Казахстан; 2ТОО «Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агромелиорации», г. Щучинск, Казахстан Аннотация: Summary: Введение. Территория Казахстана расположена в четырех климатических зонах - лесостепной, степной, полупустынной, пустынной. На огромном пространстве республики произрастают березовые и хвойные леса, сосновые боры, саксауловые, тугайные, пойменные леса. Пойменные леса имеют исключительно водоохранное и водорегулирующее значение. Еловые леса, произрастающие в горных системах Заилийского и Джунгарского Алатау, выполняют очень важные почвозащитные, климатообразующие, водоохранные, водорегулирующие, санитарно-гигиенические, оздоровительные и другие защитные функции. Следует отметить, что средозащитные функции лесов, особенно водоохранные, значительно нарушены из-за непомерной эксплуатации еловых насаждений в прошлом. Особое место в государственном лесном фонде занимают саксауловые леса. За последние годы в целом по республике замечено резкое ухудшение состояния саксауловых лесов, в связи с массовыми самовольными рубками. Лесовосстановительные мероприятия в саксауловых лесах за последнее десятилетие выполнялись в незначительном объеме, что в конечном счете, ведет к опустыниванию территории республики [2]. Учитывая большую экологическую уязвимость основных ландшафтов республики, представленных пустынными и степными территориями, горными системами, воспроизводство лесных ресурсов является ведущей задачей лесного хозяйства Республики Казахстан. Оно ориентировано на использование естественных и искусственных методов лесовосстановления. Большое значение необходимо придать вопросам предовращения остепнения и опустынивания лесных площадей, облесения осушенного дна Аральского моря, созданию зеленых зон и поясов вокруг населенных пунктов. Дефицит лесной растительности в отдельных регионах страны способствовал углублению воздействия на лесное и сельское хозяйство ряда отрицательных явлений, таких как механическая и воздушная эрозия почв, уменьшение биологического разнообразия, снижение производительности труда в сельском хозяйстве [1]. Защита сельскохозяйственных угодий от ветровой и водной эрозии, засух и суховеев осуществляются формированием агролесоландшафтов путем облесения оврагов, балок, горных склонов, водоразделов, пойм рек. Создание вдоль автомобильных и железнодорожных дорог, каналов, магистральных трубопроводов, других линейных сооружений защитных насаждений направлено на защиту транспортных магистралей от заносов снега, пыли, песка, их декоративному оформлению, а также в качестве барьера для распространения от выхлопных газов на окружающую среду. Материалы и методика. В основу настоящих исследований положены программные документы в области лесного хозяйства Казахстана, материалы из информационных ресурсов областных управлений природных ресурсов; каталоги техники, выпускаемой в ближнем и дальнем зарубежье; проспекты машин лесохозяйственного назначения и рекомендаций; прайс-листы заводов-изготовителей и рекламно-информационные материалы поставщиков, также были использованы Интернет ресурсы. Методологическим ориентиром исследований служат принципы зонального подхода и приоритета агромелиоративных технологий. На первом этапе процесса формирования системы машин проводился анализ ресурсных факторов функционирования систем машин, к которым относятся: природные ресурсы, материально-техническая оснащенность и рынок техники для лесного хозяйства в Казахстане. Результаты и обсуждение. Леса – не только источник древесины и продуктов ее переработки. Они имеют исключительно большое водоохранное, почвозащитное, полезащитное, санитарно-гигиеническое, эстетическое и стратегическое значение. Поэтому вопросы леса всегда были и остаются в центре внимания правительства. Леса в Казахстане занимают только 4% всей территории. Если же из лесопокрытой площади исключить саксаульники, являющиеся по существу кустарниковыми зарослями, то лесистость составит лишь 1,6%. Малолесность Казахстана, большую часть территории которого занимают засушливые степи, полупустыни и пустыни, говорит о необходимости быстрейшего увеличения площади лесов путем искусственного лесовосстановления и лесоразведения. Важное значение леса республики имеют как полезащитные. Ведь вся северная, наиболее обжитая часть республики покрыта колочными лесами, расположенными среди плодородных степей на целинных землях. Здесь хлеб выращивается на прилегающих к лесным колкам землям. А урожайность зерновых культур под защитой естественных лесов или искусственно создаваемых полезащитных лесных полос, как известно, всегда выше. Леса Казахстана играют также большую почвозащитную роль. Они предохраняют горные склоны от размывания и предупреждают образование разрушительных грязекаменных потоков. Почвозащитное значение имеют также леса, произрастающие на песчаных почвах ленточных боров Прииртышья в Павлодарской и Семипалатинской областях, саксаульники в пустынной зоне, которые закрепляют пески, не давая им возможности заносить возделываемые поля. Ведение лесного хозяйства предусматривает выполнение комплекса мероприятий, обеспечивающих своевременное восстановление леса наиболее ценными древесными породами, лесовосстановление на вырубках и других не покрытых лесом площадях, осуществление мелиоративных, лесозащитных и других мероприятий. Выполнение этих и других мероприятий является основой повышения общей производительности и продуктивности лесов. Выполняются работы по повышению лесистости степных и лесостепных районов путем облесения пустующих земель; созданию защитных лесонасаждений на берегах водохранилищ, вдоль дорог и возделываемых полей; облесению горных и овражно-балочных склонов, восстановлению пойменных лесов. В настоящее время из покрытых лесом площадей Казахстана пригодными для эксплуатации являются 4170,6 тыс.га (36,5%), остальная часть покрытых лесом площадей (63,5%), несет исключительно защитные функции и не участвует в производственных процессах. Структура лесов РК представлена следующим образом:  Рисунок – Структура лесов РК Леса по территории республики распределены крайне неравномерно. Основная часть лесов Казахстана сосредоточена в плодородной лесостепной зоне, вдоль северной границы с Россией; в предгорьях и на склонах гор Алтая и Тянь-Шаня вдоль восточной и юго-восточной границ; а также по берегам Сырдарьи и других крупных рек. В горном Алтае (Восточный Казахстан) сконцентрировано 75% запаса коммерчески ценных хвойных пород; в Северо-Казахстанской и Акмолинской областях (северные лесостепи с березовыми, осиновыми колками и сосновыми островными лесами) леса являются важным источником аккумуляции влаги, сырьем для местных строительных материалов и топливной древесины. Наибольший запас древесины основных лесообразующих пород приходится на Восточно-Казахстанскую область - 47%, Северо-Казахстанская область – 18,6%, Алматинская -10,7%, Павлодарская – 8,1% от общего запаса по республике.  Рисунок - Запас древесины основных лесообразующих пород По площади наиболее ценные леса занимают всего 1,2% территории (хвойные леса – 1650,8 тыс.га и лиственные – 1472,9 тыс.га). Расположены они островными массивами и урочищами по склонам южных и восточных гор, северного и центрального мелкосопочника, песчаным лентам Прииртышья, гидроморфным долинам рек и представляют собой реликтовые экосистемы, характеризующиеся слабой устойчивостью. Основой повышения производительности труда в лесном хозяйстве является комплексная механизация всех трудоёмких технологических процессов, которая может быть достигнута использованием системы машин, взаимно увязанных по своим технико-экономическим и технологическим показателям и обеспечивающих при этом последовательное выполнение основных и дополнительных операций всего технологического цикла. Работа технологического комплекса машин и отдельных машинно-тракторных агрегатов зависит от правильного подбора технологических машин и орудий, тяговых тракторов, являющихся основными энергетическими средствами в лесном хозяйстве. Современные тенденции производства машин и оборудования (в том числе, для лесного хозяйства) заключаются в том, что производители стремятся разрабатывать многофункциональные универсальные машины, способные работать с большим количеством сменных агрегатов и механизмов с возможностью быстрой их замены. Анализ существующих лесохозяйственных работ показывает, что недостатком многих методов является низкий уровень механизации и большой объем ручных работ. Там где это удалось преодолеть, появляется другой недостаток – большая металлоемкость процесса. Поэтому, чтобы повысить эффективность механизированной работы, нужно создавать комбинированные машины. Примером такой машины служат машинно-тракторные агрегаты [7]. Защитное лесоразведение включает в себя создание полезащитных лесных полос на пашне, противоэрозионных посадок на овражно-балочных системах, на песках, горных склонах, по берегам рек, водохранилищ, каналов, насаждений вдоль железных и шоссейных дорог, вокруг населенных пунктов, животноводческих комплексов, на пастбищных и других землях. Полезащитные лесные полосы влияют на микроклимат прилегающей территории, снижая скорость ветра на межполосных полях, дробя и разрушая воздушные вихри. Полезащитные лесные полосы влияют на снегоотложение и снегораспределение, промерзание и оттаивание почвы, ее водно-физические и химические свойства [12]. Типовая структура технологической линии для защитного лесоразведения приведена на рисунке 5.  Рисунок 5 – Типовая структура технологической линии для защитного лесоразведения Анализ показывает, что перспективные технологии защитного лесоразведения, применительно к степной, лесостепной и полупустынной зонам включают в себя следующие основные мероприятия: рубки ухода в молодых лесонасаждениях; рубки ухода в средневозрастных лесонасаждениях; реконструкция и восстановление полезащитных лесонасаждений. При этом основным направлением совершенствования средств механизации является разработка блочно-модульных схем рабочих машин на одном базовом энергосредстве. На рисунке 7 представлен один из вариантов блочно-модульной машины МЛМ-3, конструкции ВНИАЛМИ.
Рисунок 7 – Машина блочно-модульная МЛМ-3 Модуль 1 (рисунок 7а) предназначен для выборочного срезания деревьев на высоту 0,1 м и сплошного срезания вершин стволов на высоту 3,2 м, крепится на базовом навесном устройстве и состоит из режущего рабочего органа (дисковой пилы с приводом от гидромотора), четырехзвенного поворотного механизма, несущей рамы и управляющих гидроцилиндров. Модуль 2 (рисунок 7б) предназначен для срезания боковых ветвей в ЗЛН на высоту до 4,5 м, с целью формирования эффективных конструкций, восстановления проектной ширины лесных полос и создания условий для работы лесохозяйственных машин в лесополосах и сельскохозяйственных агрегатов в лесоаграрных ландшафтах. Модуль включает раму с навесным устройством, дисковые пилы, передаточные механизмы с приводом от бокового ВОМ трактора и направляющие полозки для отвода срезанных ветвей. Модуль 3 (рисунок 7в) предназначен для омоложения кустарников в лесных насаждениях, восстановления проектной ширины рядов кустарников и создания условий для работы лесохозяйственных и сельскохозяйственных агрегатов в междурядьях лесополос и на их закрайках. Модуль включает навесное устройство, к которому шарнирно крепится балка с режущим рабочим органом, передаточные механизмы с приводом от бокового ВОМ трактора и гидроцилиндр, управляющий отклонением балки в горизонтальной плоскости [14, 15, 16, 17]. Технологии облесения горных и овражно-балочных склонов Особенностью технологии облесения горных береговых и балочных склонов является необходимость террасирования и глубокого рыхления каменистых почвогрунтов. Для террасирования в горах пригодны террасер Т-4, рыхлители террас РТ-60, РН-80 и др. Основной целью террасирования склонов гор является зарегулирование поверхностного стока и улучшение водного режима для древесных растений (удается повысить влагозапасы на 80-120 мм). Террасирование склонов одновременно улучшает рост травянистой и древесной растительности на межтеррасных участках. Террасирование применяется также при освоении крупных балочных систем под лесные, лесосадовые насаждения и сады. На склонах гор и берегах балок, изрезанных глубокими оврагами, почву готовят площадками, микротеррасами. Для этого используют площадкоделатели, например, ОПГН-1, универсальные бульдозеры, мотобуры. Посадка сеянцев и уход за ними в этом случае ручные. В условиях Казахстана горные склоны осваивают путем строительства микротеррас. Для этих целей используется щелеватель-сеялка ЩСГ-1 для подготовки почвы путем изготовления микротеррас на каменистых склонах крутизной до 20. Для подготовки посадочных мест для сеянцев на сильнокаменистых и мелкоземистых грунтах применяется ямокопатель ЯС-2, который применяется при создании лесных культур на террасах горных склонов крутизной до 20 [18, 19]. На рисунке 9 представлена схема технологической линии для облесения горных склонов путем строительства террас.  Рисунок 9 – Структура технологической линии для облесения горных склонов путем строительства террас Анализ показывает, что структура механизированных работ по облесению горных и овражно-балочных склонов может быть представлена следующим образом с позиции оценки применяемых средств механизации (рисунок 10).  Рисунок 10 – Структура парка машин по видам операций для облесения горных и овражно-балочных склонов Как видно из рисунка 1 наибольшее разнообразие техники приходится на обработку почвы, что составляет 46%. При этом применяется как специализированная, так и сельскохозяйственная техника, например, культиватор-рыхли-тель КРТ-3, плуг плантажный ППН-40 , а также трактор ДТ-75. Операции по подготовке площадок выполняются в основном с применением специализированной лесохозяйственной техники: горный рыхлитель РГ-1,4 + трактор Т-100М, корчеватель-террасер ОКТ-3 + трактор Т-130Г-1. Объем этой техники составляет 23%. Для ухода за культурами соотношение техники составляет 18%. Например, культиватор дисковый для склонов КДС-1,8 + трактор ДТ-75 (ДТ-75М). Для посева и посадки технические средства составляют 13%. Используется специализированная техника: лесопосадочная машина МЛУ-1, ЛМГ-2. Облесение горных склонов крутизной более 12° связано со значительными трудностями (крутизна склонов, маломощность почв, выход на поверхность каменистых пород). Поэтому на таких местоположениях целесообразнее лесоводственные мероприятия, обеспечивающие содействие естественному восстановлению леса. Сначала проводится расчистка полос с корчевкой пней (машина корчевальная КМ-1 + трактор ТДТ-55). Затем предпосадочное рыхление полос (культиватор-рыхлитель террас КРТ-3+трактор ДТ-75). Подвозка посадочного материала (прицеп тракторный 1-ПТС-2+ Т-40АМ, МТЗ-80/82). Посадка сеянцев и саженцев (машина лесопосадочная универсальная МЛУ-1+ трактор ЛХТ-55). Обработка саженцев химикатами для защиты от вредителей и болезней (опрыскиватель мелко капельный ранцевый ОМР-2+ ДВС "Дружба-4Э"). Типовая технологическая схема мероприятий по облесению горных и овражно-балочных склонов представлена на рисунке 11 [20, 21].  Рисунок 11 – Типовая технологическая схема мероприятий по облесению горных и овражно-балочных склонов Технологии восстановления пойменных лесов Пойменные леса Казахстана занимают незначительную площадь, но имеют огромную почвозащитную и водоохранную функцию, а также являются экологическим барьером для уменьшения процессов опустынивания. Применяемые технологические комплексы для восстановления пойменных лесов разнообразны [23]. Используется специализированная техника, например, для предварительной подготовки участка: корчевальная машина КМ-1А + трактор ЛХТ-55, клин для расчистки полос КРП-2,5А. Для обработки почвы применяется специализированная и сельскохозяйственная техника: культиватор-КПС-4 + трактор МТЗ-80/82; борона зубовая тяжелая скоростная БЗСС-1 + трактор ДТ-75М; плуг лесной бороздоделательный ПЛБ-0.7 (ПЛБ-1,0). Для посадки используется специализированная лесная техника, например, машина лесопосадочная МЛУ-1А + трактор ЛХТ-55, ЛХТ-100; сажалка лесная двухрядная СЛ-2А + трактор ЛХТ-55. Литература |
