Еще во второй половине XIX в. русские лесоводы обращали внимание на необходимость сохранения неповрежденного благонадежного подроста, так как он сравнительно быстро приспосабливается к новым условиям среды и в будущем формирует высокопродуктивное насаждение.
Различные опыты по сохранению подроста показали, что еловый и пихтовый подрост высотой более 0,5 м, сохранившийся на вырубке, перегоняет в росте появляющийся рядом с ним подрост лиственных пород.
Наличие среди многих тысяч экземпляров лиственного подроста всего лишь нескольких сотен экземпляров хвойных растений высотой до 1,5 м обеспечивает преобладание хвойных. В суборях и раменевых высокопроизводительных типах леса через 40—60 лет после рубки материнского древостоя вырастают крупные деревья, из которых можно получить пиловочные бревна. При последующем возобновлении такие сортименты получают в древостоях лишь через 80 лет и более. Через 50 лет, например, после вырубки леса в Удмуртской АССР в благоприятных условиях среды из сохранившегося елового и пихтового подроста образовался лесной массив с запасами 200—400 м3, а на отдельных участках до 500 м3/га.
Установлено, что естественное возобновление главных лесообразующих пород — сосны и ели в таежной зоне европейской части СССР при соблюдении определенных технологических приемов рубки леса обеспечено примерно на 60—70% площадей вырубок, в зоне смешанных лесов на 25—30% и в лесостепной зоне, где к влиянию климатических факторов добавляется еще интенсивное антропогенное воздействие, на 10—15% площадей вырубок.
При этом учитывается как предварительное, так и последующее возобновление ценных хвойных и лиственных пород. В таежной зоне, например, наиболее благоприятные условия для предварительного возобновления главной породы создаются в лишайниковых, вересковых, брусничных и черничных борах, а также в ельниках-брусничниках и черничниках. В сосняках зеленомошниковых и кисличниках в составе предварительного возобновления преобладает еловый подрост. Благонадежный подрост ели имеется в большом количестве под пологом лиственных (березовых и осиновых) и лиственно-хвойных насаждений.
Сохранность оставленного на лесосеке подроста во многом зависит от его возраста и состояния. Наибольший отпад имеет подрост, сформировавшийся под пологом высокополнотных насаждений. При снятии верхнего полога в этих условиях отпад елового подроста высотой до 0,5 м составляет 30—40%, высотой от 0,5 м и выше — 20—30%. Наибольшую сохранность имеет подрост группового расположения и освобожденный от полога в осенне-зимний период.
В зоне смешанных лесов успешное естественное возобновление сосны отмечается только в лишайниковых типах леса. В вересковых борах и брусничниках возобновление проходит с частичной сменой пород. При естественном возобновлении в сосняках-черничниках, долгомошниковых и сфагновых участие хвойных пород составляет 15—30%. В лесах зеленомошного типа и кисличниках сосна полностью заменяется лиственными породами. Возобновление еловых лесов в этой зоне проходит еще менее удовлетворительно.
Ежегодно при сплошнолесосечных рубках в лесах СССР сохраняется жизнеспособный подрост на площади 800 тыс. га, т. е. на 1/3 вырубаемых площадей. Наибольшие площади лесовосстановления за счет сохраненного подроста относятся к северным и сибирским районам, где преобладают хвойные леса и пока еще слабо развито индустриальное лесовосстановление.
Обязательными для всех лесозаготовителей являются Правила по сохранению подроста и молодняка хозяйственно ценных древесных пород при разработке лесосек в лесах СССР. Сохранению подроста подчинены технологические процессы разработки лесосек. Например, используется способ валки деревьев на подкладочное дерево.
При этом лесосеку разбивают на пасеки шириной 30—40 м, в зависимости от средней высоты древостоя. Посередине пасеки прорубают волок шириной 5—6 м. Валку леса на волоке начинают с дальнего конца, деревья срезают заподлицо с землей. После подготовки трелевочных волоков лес вырубают полосами с дальних концов пасек.
Перед тем как приступить к разработке боковой полосы, вальщик выбирает крупное дерево и валит его под углом 45° к границе пасеки. Деревья, находящиеся ближе к волоку, валят под меньшим углом.
Деревья, начиная от волока, валят на подкладочное дерево вершиной к волоку (веером) так, чтобы кроны других деревьев укладывались одна на другую. Комли срезанных деревьев должны лежать на подкладочном дереве. Число деревьев, поваленных на одно подкладочное «склизовое» дерево, составляет рейсовую нагрузку на трактор.
После повала деревьев тракторист подъезжает к волоку, разворачивается, чокерует все деревья, включая подкладочное, и увозит их на верхний склад. Комли сваленных деревьев при этом скользят по подкладочному дереву, несколько пригибая, но не повреждая подрост ценных пород. За это время вальщик готовит следующий воз. После отправки двух-трех возов вальщик переходит на другую пасеку, откуда также отправляет два-три воза. После того как на верхний склад будет подтрелевано 25—30 м3 древесины, при помощи трелевочного трактора производят крупнопакетную погрузку на подвижной транспорт.
Производительность труда при лесозаготовках по этому методу увеличивается благодаря облегченной чокеровке хлыстов. Сучья, обрубленные при валке, остаются в одном месте у волока, где их сжигают или оставляют для перегнивания. Производительность труда увеличивается на 10—15%, а самое главное, что при этом сохраняется до 60—80% подроста хвойных пород высотой 0,5—1 м.
При использовании валочно-пакетирующих машин ЛП-2 и бесчокерных трелевочных тракторов ТБ-1 технология несколько изменяется, а количество сохранившегося подроста резко уменьшается. Количество сохраненного подроста зависит также от сезона разработки лесосек. В зимнее время сохраняется больше мелкого подроста, чем летом.
Сохранение подроста при разработке лесосек узкими лентами было начато Татарской опытной станцией. Лесосеку шириной 250 м разбивают на узкие ленты шириной 25— 30 м, в зависимости от средней высоты древостоя. Ширина волока 4—5 м. Трелевочные волоки разрубают по границам узких лент. Деревья в лентах валят без подкладочного дерева, вершиной на волок, под острым, возможно наименьшим, углом к волоку. При этом вальщик отступает в глубь ленты, распределяя деревья на правый и левый трелевочные волоки.
Трелевку осуществляют трелевочным трактором кронами вперед без разворота ствола в том направлении, в котором повалены деревья. Технология разработки лесосеки несколько изменяется при использовании бесчокерного трелевочного трактора ТБ-1.
На лентах остается вполне жизнеспособный подрост, за исключением тех экземпляров, которые повреждаются при падении деревьев. Сохраняется мелкий, средний и крупный подрост.
Волоки шириной 4—5 м оставляют незакультивированными. Они покрываются самосевом. Обломанные сучья и оторвавшиеся при чокеровке вершины остаются на волоках. Во время работы трактора они измельчаются, перемешиваются с почвой, где и перегнивают. Подрост сохраняется благодаря хорошо организованной лесосеке. Трелевочный трактор проходит только по волокам, срубленное дерево при трелевке не разворачивают, а вытаскивают под тем углом к волоку, под которым оно было повалено.
При разработке лесосек в Скородумском леспромхозе весь участок разбивают на пасеки шириной 30—40 м. Разрубку пасек начинают с вырубки деревьев в центральной средней полосе шириной 12 м. Середина этой ленты служит местом для укладки порубочных остатков, а края ленты — для трелевочных волоков. Хлысты трелюют за вершину. На боковых полосах деревья валят под углом не более 40°. При такой технологии обеспечивается сохранность подроста благодаря правильной организации лесосеки.
Большое значение сохранение подроста имеет при вахтовом методе лесоразработок, когда мастерские участки работают на отдаленных от центральных поселков вахтах — временных поселках со сроком базирования на одном месте до 4 лет. Это те случаи, когда возникают трудности из-за отсутствия дорог, сильной заболоченности местности, островного расположения лесосек или когда крайне необходимо использовать естественные силы леса для самовозобновления.
Сохранение подроста при разработке лесосек в горных условиях. В еловых, елово-пихтовых и пихтовобуковых горных лесах, произрастающих на склонах, применяются постепенные двух — и трехприемные механизированные рубки, а также выборочные. На Урале в лесах I группы на склонах до 15° в южных районах и до 20° в северных в усыхающих и мягколиственных насаждениях без подроста допускают сплошнолесосечные рубки с непосредственным примыканием лесосек.
В буковых лесах хорошие результаты получены при постепенных рубках, когда трелевка осуществляется воздушными установками. С целью снижения повреждений подроста и молодняка рубки в горных лесах проводят по склону в направлении сверху вниз.
При воздушной трелевке леса сортиментами сохраняется до 70% подроста на летних лесозаготовках и более 80% на зимних.
Большого внимания заслуживает метод сохранения подроста в горных условиях при разработке лесосек на базе аэростатнотрелевочной установки (АТУП), впервые в СССР разработанной и примененной В. М. Пикалкиным в Хадыженском леспромхозе Краснодарского края.
Технология работ заключается в следующем. Над недоступным для наземных трелевочных средств участком горного леса устанавливают АТУП. Вальщик с бензиномоторной пилой находится на лесосеке, а моторист лебедки — у пульта управления. Назначенное в рубку дерево чокеруют у основания кроны специальным чокером, укрепленным на конце трелевочного каната, спускающегося от тросо-блочной системы аэростата. Зачокерованное дерево спиливает вальщик.
По радиосигналу вальщика включают подъемный механизм тросо-блочной системы и спиленное дерево поднимают в воздух над вершинами леса. Затем при помощи специальной лебедки дерево переносится от пня к трассе магистральной лесовозной дороги, где его укладывают на автотранспорт, доставляющий спиленные деревья на нижний склад.
Аэростатно-трелевочная установка состоит из аэростатов, лебедки и тросо-блочной системы. Деревья поднимают от пня аэростатом, а перемещают при помощи установленной лебедки.
Преимущества разработки лесосек в горных условиях на базе установки АТУП: полностью сохраняются подрост, подлесок и второй ярус из ценных пород; исключаются повреждения остающихся на корню деревьев; полностью сохраняется плодородный слой почвы; экономится рабочая сила и техника, значительно снижаются затраты на 1 м3 заготовленной древесины; используется для народного хозяйства спелая и перестойная древесина, находящаяся в малодоступных и недоступных горных районах, где обычные наземные трелевочные средства использовать невозможно, а строительство воздушно-трелевочных установок обходится дорого. Аэростатно-трелевочная установка позволяет выполнять любые способы рубок главного и промежуточного пользования с хорошим лесоводственным эффектом.