Введение к работе
Актуальность темы. Центральной задачей лесного комплекса всегда было сохранение, приумножение и эффективное использование лесных богатств в интересах человека, общества и государства. Развитие отраслевой науки и практические действия предприятий всех основных и обслуживающих подотраслей должны быть направлены на создание «эффективной системы использования природных ресурсов». Именно это требование содержится в послании Президента РФ В.В. Путина Федеральному Собранию. Оно конкретизировано и развито в Концепциях развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса, одобренных Правительством России. Это же требование красной нитью проходит через Экологическую доктрину РФ (одобренную распоряжением Правительства РФ от 31 августа 2002 г. № 1225-р) и концепцию устойчивого управления лесами РФ.
Основным требованием, предъявляемым к лесопользованию, является его неистощительность, а в перспективе и обязательное способствование расширенному воспроизводству лесных ресурсов - процессу непрерывного расширения производительной способности лесных биогеоценозов, задачей которого является получение через оборот рубки двух кубометров древесины там, где раньше был взят один. В Перечень критических технологий Российской Федерации утвержденный Президентом РФ 30 марта 2002 г. Пр-578 включен пункт «Переработка и воспроизводство лесных ресурсов», а в Приоритетные направления развития науки, технологий и техники Российской Федерации утвержденный Президентом РФ 30 марта 2002 г. Пр-577 включено направление «Экология и рациональное природопользование». Все вышесказанное позволяет утверждать, что повышение эксплуатационной эффективности рубок главного пользования лесом при одновременном обеспечении наиболее благоприятных условий для лесовозобновления является весьма актуальной задачей.
Известны два пути преодоления противоречий между экологией и возобновлением леса, с одной стороны, и лесозаготовительной техникой и технологией - с другой: во-первых, разработка технологий лесосечных работ, соответствующих применяемым лесозаготовительным машинам и, в то же время, предусматривающих возможно минимальное нанесение повреждений лесу и его составным частям - подросту, оставляемым на корню деревьям, почве и пр.; во-вторых, разработка новых лесозаготовительных машин, отвечающих требованиям лесозаготовительного производства и лесоводства, таких которые не снижали бы продуктивность леса и его способность к возобновлению. Наиболее экономически эффективным признан первый путь, поскольку не представляется возможным создать серийный ряд машин для всех возможных природно-производственных условий.
Цель работы. Повышение эксплуатационной и экологической эффективности проведения сплошных рубок, путем обоснования трасс и режимов работы первичного транспорта леса, обеспечивающих устойчивое последующее естественное лесовозобновление.
Объекты исследований. Объектом экспериментальных исследований являлись почвогрунты лесосек, процессы, влияющие на эффективность работы первичного транспорта леса.
Научная новизна работы. Разработана и исследована математическая модель размещения путей первичного транспорта леса, учитывающая неравномерность распределения запаса древесины на лесосеке, рельефные и почвенно-грунтовые условия лесосеки, позволяющая выбирать трассы трелевочных волоков, обеспечивающие снижение эксплуатационных затрат и уплотнение почвогрунтов. На основе модели Фойгта уточнена математическая модель влияния лесозаготовительных машин на лесные почвогрунты, позволяющая определять оптимальное число рейсов трелевочной системы, не приводящее к переуплотнению лесных почвогрунтов. Получена взаимосвязь между транспортной нагруженностью путей первичного транспорта леса и последующим естественным лесовозобновлением, позволяющая принимать организационно-технологические решения, направленные на повышение экологической эффективности лесосечных работ.
Значимость для теории и практики. Уточненная математическая модель влияния лесозаготовительных машин на лесные почвогрунты развивает теорию взаимодействия лесозаготовительных машин с почвогрунта-ми. Модель размещения путей первичного транспорта леса и полученная взаимосвязь между их транспортной нагруженностью и последующим естественным лесовозобновлением позволяют разрабатывать организационно-техно-логические мероприятия, повышающие как эксплуатационные показатели основных работ сплошных рубок, так и показатели экологической эффективности, основанные на надежном естественном лесовозобновлении, развивают теорию лесосечных работ.
Разработанное устройство для оперативной оценки влияния лесозаготовительной техники на лесные почвогрунты рекомендуется к внедрению в практику.
На защиту выносятся следующие положения:
Математическая модель трассирования путей первичного транспорта леса, отличающаяся учетом неравномерности распределения запаса древесины по территории лесосеки, неоднородности почвенно-грунтовых и рельефных условий.
Математическая модель влияния движителей лесозаготовительных машин на почвогрунты лесосеки.
Закономерности изменения основных статистик закона распределения плотности лесных почвогрунтов под воздействием движителей лесозаготовительных машин.
Зависимость между величиной транспортной нагруженное путей первичного транспорта леса и последующим естественным лесовозобновлением.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена: применением методов математической статистики; проведением экспериментальных исследований в производственных условиях и подтвержденной адекватностью полученных моделей за счет хорошей сходимости экспериментальных и теоретических данных.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на IV международном форуме «Лесопромышленный комплекс России XXI века» (2002 г.); Политехническом симпозиуме «Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона» конференции «Экология и энергоресурсосбережение» (СПб ГТУ 2003 г.); Республиканской научно-практической конференции «Структурная перестройка лесного комплекса республики Карелия» (Петрозаводск 2003 г.); Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы лесного комплекса» (Воронеж 2005 г.); Всероссийской конференции аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование». (Ярославль 2005г.) и ежегодных научно-технических конференциях СПб ГЛТА им. СМ. Кирова в 2002-2006 гг. Часть материалов была получена при выполнении НИР по гранту (А03-3.21-234) для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов высших учебных заведений Минобразования России на тему. «Разработка системы машин и технологии лесосечных работ ориентированной на последующее естественное лесовозобновление». Результаты работы отмечены дипломом Всероссийского конкурса молодых ученых «Рациональное природопользование» за 2005 г. Материалы работы входят в проект «Повышение экологической и экономической эффективности сплошных рубок главного пользования лесом», который был награжден дипломом «За вклад в укрепление экологической безопасности и устойчивое развитие России» в конкурсе «Национальная экологическая премия 2005», проводимым Высшим экологическим советом Государственной Думы РФ и фондом им. В.И. Вернадского, руководитель проекта - к.т.н. Григорьев И.В.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в пятнадцати печатных работах. Результаты исследований отражены в научно-технических отчетах по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы. Общий объем ра-
#
боты 138 с. Диссертационная работа содержит 34 рисунка, 9 таблиц. Список литературы содержит 141 источник.
