ВВЕДЕНИЕ

Лесная и лесоперерабатывающая промышленность исторически была и остается одной из важнейших и перспективных отраслей народного хозяйства России. Лесопромышленный комплекс России составляет в экономике страны 5,6% по стоимости валовой продукции, обеспечивает свыше 12% средств государственного бюджета и значительную долю валютных поступлений. На предприятиях и в организациях лесопромышленного профиля занято более 2 млн. человек.

В последние годы положение в лесопромышленном комплексе особенно обострилось и отражает общее состояние экономики России. Кроме того, оно осложняется рядом специфических особенностей, присущих лесопромышленному комплексу. Это наличие большого количества предприятий, расположенных в отдаленных и северных районах; градообразующий признак предприятий; сезонность работ и некоторые другие. В результате лесозаготовительные предприятия оказались наиболее уязвимым звеном при проведении экономических реформ. В 2000 году лесозаготовительными предприятиями заготовлено всего 174 млн. куб. метров древесины, что в два раза ниже уровня 1988 года.

В целом по лесопромышленному комплексу объем производства за 2000 год в стоимостном выражении составил 4 триллиона 287 млрд. рублей и снизился к уровню 1999 года на 14,2%, в том числе по лесозаготовительному производству -- на 20,3%. В результате этого недополучено прибыли на 231,5 млрд. рублей.

Значительность лесных территорий и ресурсов, их значимость для экономики страны налагает особую ответственность лесоводов России за состояние, охрану и рациональное использование лесов. Эти вопросы волнуют не только наших соотечественников. Процесс реформирования, который осуществляется у нас в лесном комплексе, находится под пристальным вниманием зарубежных специалистов.

Немалый опыт лесоуправления при общественной собственности в рамках рыночной системы, накопленный в Скандинавских странах, Германии, Канаде и США, поможет спроектировать и осуществить в России собственную систему новой организации лесного хозяйства.

1. Растительный мир и человек

Растения - это особое царство природы, в которое входит более чем 300 тыс. видов. Большую роль в поддержание жизни на земле играет растительность лесов.

В настоящее время лесом покрыто около 3,8 млрд. га, или 30% суши. Распределение лесов на планете неравномерно. Они сосредоточены в средних широтах Северного полушария и в тропической зоне, составляя соответственно 54% и 46% общей лесной площади.

Леса нашей страны - ценнейше национальное богатство. Они занимают 811 млн. га.

Лесной покров - главная производительная сила Земли, энергетическая база её живой оболочки - биосферы, связующие звено всех компонентов и важнейший фактор её устойчивости. Около 90% всей фитомассы суши сконцентрировано в лесах. Да и функции воспроизводства жизни они выполняют лучше других типов растительности. Суммарная листовая поверхность лесов мира почти в 4 раза превышает поверхность всей нашей планеты. С этим связаны и высокие параметры поглощения солнечной радиации и углекислоты, выделения кислорода, транспирации, других процессов, влияющих на формирование природной обстановки. Им в крупномасштабном управлении природными процессами принадлежит видное место.

Лес имеет огромные санитарно-гигиенические и целебные свойства. Неоценимо и эстетическое значение лесов. Лес один из факторов поддержания равновесия химического состава атмосферы, особенно в балансе трёх веществ: кислорода, углерода и азота. Подсчитано, что 1 га леса в год способен поглотить 5-10 тонн углекислого газа и выделить 10-20 тонн кислорода. Леса называют "зелёными лёгкими" планеты.

Участие лесов в природном балансе азота так же очень велико. Как известно, листва, хвоя, куски коры и сучья, попадая в почву, с помощью бактерий постепенно превращаются в удобрения.

В процессе фотосинтеза многие древесные, кустарниковые и травянистые растения выделяют особые химические соединения, которые обладают большой активностью. Учёными определено 300 различных наименований химических веществ, содержащихся в воздухе природных лесов, различных ароматических соединений, эфирных масел и др.

Леса способны активно преобразовывать химические и атмосферные загрязнения, особенно газообразные, причём наибольшей окисляющей способностью обладают хвойные насаждения, а так же некоторые сорта лип, верб, берёз. Кроме того, лес обладает возможностью поглощать отдельные компоненты промышленных загрязнений.

Лес, особенно хвойный, выделяет фитонциды, которые убивают многих болезнетворных микробов, оздоравливают воздух.

Лесопарковый пояс в непосредственном окружении является мощным резервом чистого воздуха для города и защитой от неблагоприятных ветров, заноса пыли из окружающей город территорий.

В условиях все возрастающей урбанизации, роста населения городов и промышленных центров усиливается стремление людей к отдыху на лоне природы - в лесах и других естественных зонах отдыха. Оздоровительный эффект леса велик и при кратковременном пребывании в нём: наблюдается улучшение деятельности сердца, углубление дыхания, снижение возбудимости коры головного мозга, при этом улучшается настроение, восстанавливается работоспособность.

Многие лесные массивы, в первую очередь пригородные леса, превратились в места массового отдыха. Однако следствием стремления к загородному воздуху стал большой экологический ущерб, который наносят природе отдыхающие. В сферу реакции попадают всё новые лесные территории, рекреационные нагрузки растут, вызывая ухудшение качественного состояния леса, а в некоторых случаях и его полную деградацию. Снижаются санитарно-гигиенические, водоохранные и почвозащитные функции природных лесов, теряется их эстетическая ценность. Совершенно очевидно, что для лесов, более или менее активно используемых для отдыха, нужны определённые режимы ведения хозяйства, специфические формы организации территории и регулярный контроль за их состоянием.

Лесу принадлежат решающая роль в поддержании гидрологического режима рек, в предупреждении дефляции и эрозии почв, а так же борьбе с засухами и сухостоями. В целях защиты почв от дефляции и эрозии, борьбы с засухой и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в больших объёмах проводятся работы по защитному лесоразведению. Широкий размах получило облесение берегов рек, каналов, водохранилищ. Лесные полосы защищают водные источники от загрязнения сточными водами с полей, служат естественными фильтрами.

В лесах России сосредоточено около 82 млрд. м³ древесины - этого универсального, используемого во всех отраслях народного хозяйства материала.

В лесах России произрастает около ста видов диких, плодовых, ягодных и орехоплодных растений. Широко известны целебные и питательные свойства облепихи, черёмухи, лимонника, малины, шиповника, золотого корня, зверобоя, толокнянки, смородины. Многочисленные плодовые, ягодные и орехоплодные растения, входящие в состав растительного покрова, дают ежегодно не меньше 11 млн. тон ценнейших пищевых продуктов, содержащих сахар, витамины и другие вещества.

2. Лес и деятельность человека

В процессе эволюции общества менялись характер и масштабы воздействия человека на лес, как и на природу в целом. Учёные полагают, что уже на стадии собирательства, охоты и рыболовства произошёл первый экологический кризис антропогенного происхождения. Равнинные леса Европы стали сокращаться в результате вырубки и применения огня. Значительно большие воздействия на лес проявились на стадии скотоводства и земледелия в развитии человеческого общества. По подсчётам, занимаемая площадь лесами за исторический период сократилось в 2 раза. Некоторые леса подвергались особенно сильному воздействию: уже сведено 40-50% первоначальной площади смешанных и широколиственных лесов, 85-90% - муссонных, 70-80% - средиземноморских сухих.

На великой Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее5% лесов. Темпы рубки лесов не замедляются: ежегодно их площадь сокращается на 200 тыс. км?. Особую тревогу вызывает состояние тропических лесов, образно выражаясь "лёгких" нашей планеты, которые вырубаются со скоростью 15-20 га в минуту (этот вопрос более подробно будет рассмотрен далее).

Леса России также подвергались интенсивному уничтожению. Только в Европейской части с конца XVII по начало ХХ столетия было уничтожено около 40 млн. га леса. В результате лесистость снизилась с 50% до 33%, или в полтора раза.

Площадь лесов, подвергающихся рекреационной нагрузке, в России и странах СНГ составляет 320-400 тыс. км?. На данной территории происходит существенное нарушение экосистем леса, экологических связей. Снижается лесистость территорий. Избирательность вырубок сказывается на породном составе леса. В наших лесах это приводит к снижению доли хвойных пород.

Самый страшный враг леса - огонь. Пожар сравнивают с эрозией почвы, и это правильно. Эрозия - бич земледелия, пожар - бич лесов. В 90-х годах ХХ столетия на территории России ежегодно возникало до 30 тыс. пожаров, охватывающих 2 и более млн. га.

Большой ущерб лесным ресурсам наносит переувлажнение почвы, подтопление в результате строительства ГЭС (особенно в равнинной местности), водохранилищ, шоссейных и железных дорог и т. д. Гибель лесов по этим причинам можно наблюдать практически во всех областях России. Промышленные предприятия, выбрасывая в атмосферу, воду, почву различные химические соединения, вызывают угнетение и гибель деревьев, кустарников.

Площадь земель государственного фонда России, загрязнённая долгоживущими радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в 1991 году составляла около 1 млн. га. Здесь создались условия, при которых в течение многих десятилетий невозможно обычное ведение лесного хозяйства и многоцелевое использование леса.

Значительный ущерб лесам, растительности лугов и пастбищ наносит повышенное содержание в воздухе свинца, особенно вблизи крупных автомагистралей с интенсивным автомобильным движением, приводящее к накоплению его в тканях и как следствие вызывает угнетение, а нередко гибель. Вредным для лесной растительности является пыль цементных заводов, известняка и кремниевых пород. От их действия забиваются устьица, разрушается хлорофилл, а на поверхности образуется корка.

Среди причин гибели лесов следует назвать вредителей и болезни. Площадь очагов действия вредных насекомых в лесах России ежегодно достигает 2-3 млн. га. В 1991 году возросли с 4,2 до 61,4 тыс. га очаги особо опасного вредителя таёжных лесов - сибирского шелкопряда.

Одно из тревожных явлений последних лет - усыхание лесов: новый вид разрушения. Ведущий к нарушению всех внутриэкосистемных связей и к гибели лесной экосистемы. Начало заболевания леса, как правило, связывают с угнетающими действиями промышленного загрязнения окружающей среды: кислотные дожди, токсические вещества, содержащиеся в воздухе, а так же влиянием климатических факторов или даже микро волн, электрическими токами высокого напряжения и радиоактивностью. На ослабленных деревьях значительно увеличивается количество насекомых-паразитов, болезнь усиливается, больных деревьев становится больше. Возрастает опасность лесных пожаров, учащаются ветровалы в лесу, ухудшается качество древесины. Экосистема начинает деградировать и в конце концов погибает. Большие масштабы и высокие темпы нарушения лесов, разнообразие обуславливающих их причин затрудняет проведение конкретных лесоохранных мероприятий. К постоянным причинам деградации лесов относятся и повреждения дикими животными, выпас скота, особенно крупнорогатого.

3. Лесные ресурсы

Для рационального использования все леса подразделяются на три группы.

Первая группа. Леса, имеющие водоохранное и почвозащитное значение, зелёные зоны курортов, городов и других населённых пунктов, заповедные леса, защитные полосы вдоль рек, шоссейных и железных дорог, степные колки, ленточные боры Западной Сибири, тундровые и субальпийские леса, памятники природы и некоторые другие.

Вторая группа. Насаждения малолесистой зоны, расположенные в основном в центральных и западных районах страны, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение.

Третья группа. Эксплуатационные леса многолесных зон страны - районы Европейского севера, Урала, Сибири, и Дальнего Востока.

Леса первой группы не используются, в них проводятся только рубки в санитарных целях, омоложения, ухода, осветления и т. д. Во второй группе режим рубок ограниченный, использование в размере прироста леса. Леса третьей группы промышленный режим рубки. Они являются основной базой заготовки древесины. Кроме хозяйственной квалификации, леса различают и по их назначению и профилю - промышленные, водоохранные, полезащитные, курортные, придорожные и т. д.

3.1 Способы и оборудование переработки древесины

К древесным отходам относят многие побочные продукты переработки древесины, возникающие на различных стадиях данного процесса. На первом этапе производственного цикла в местах лесозаготовки остается большое количество некондиционной древесины в виде недоруба, сухостоя, сломанной и раздавленной, вывернутой с корнем и т.п. Согласно статистическим данным потери при заготовке леса на данном этапе могут достигать 30% от исходного запаса, в том числе 13% благородных сортов древесины.В настоящее время на территории России преобладает хлыстовой метод заготовки древесины. На его долю приходится до 85% всех работ. Аналогичная ситуация, кстати, складывается и в Канаде ввиду схожих климатических и ландшафтных условий произрастания лесных массивов. Хлыстовой метод предполагает вывоз хлыстов или срубленных деревьев на нижний склад, где проводится их первичная обработка. При этом достигается более эффективное использование древесных отходов (увеличение на 20 25%). Однако, согласно статистическим данным, российские компании, занимающиеся заготовкой леса, часто стремятся к замене хлыстового метода заготовки древесины экономически более выгодным сортиментным, который предполагает проведение первичной обработки непосредственно на лесосеке. Количество отходов, оставленных на лесосеке, может достигать 40% и более и приводит к значительному снижению эффективности использования лесных ресурсов. Более того, оставленная в лесу древесина негативно сказывается на экологической ситуации в местах ее заготовки, препятствует росту лесных массивов, может приводить к возникновению лесных пожаров, развитию патогенной микрофлоры. В скандинавских странах при лесозаготовке, в основном, действительно применяется сортиментный метод, однако, осуществляется последующий вывоз отходов с лесосеки, что зачастую игнорируют в России.Для решения проблемы эффективного использования отходов лесозаготовки необходимо менять законодательство, предусматривая жесткие санкции в отношении компаний, загрязняющих лесосеку. Сучья, пни, сломанные стволы деревьев, кору и даже листья - все это можно переработать с получением полезных продуктов.

3.2 Древесная зелень - ценное сырье

Древесная зелень является существенной частью отходов лесозаготовки и содержит разнообразные биологически активные вещества (витамины, микроэлементы и др.), необходимые человеку и животным. В настоящее время рынок данных продуктов заполнен лишь на 10-15%. Особую ценность представляют хвойные породы деревьев (сосна, ель, пихта и др.). Из иголок можно получать витаминную кормовую муку, пихтовое масло, хлорофилло-каратиновую пасту и другие продукты, которые могут применяться в парфюмерной, пищевой и легкой промышленности. По оценкам специалистов только, например, в Хабаровском крае общая площадь готовых к эксплуатации

хвойных лесов составляет более 5 тыс. га, при этом запас древесной зелени на 1 га оценивается экспертами в 11 т.В настоящее время древесные покровы практически не обрабатываются, что отчасти связано со значительными трудозатратами (до 70-80% от стоимости конечного продукта), необходимыми на сбор и транспортировку данного вида отходов, которые, тем не менее, сопоставимы с затратами, необходимыми для уборки территории лесосеки и сжигания мусора.До недавнего времени выделение полезных веществ из древесной зелени проводили методом экстракции, а в качестве растворителя использовали бензин. Современные разработки, представленные, например, учеными из Санкт-Петербургской лесотехнической академии, предполагают использование в качестве экстрагирующего агента изопропиловый спирт в концентрации 55-100%, что приводит к более полной экстракции компонентов древесной зелени.

3.3 Древесные отходы для строительства

Другие виды древесных отходов применяют для изготовления строительных материалов, таких как древесностружчатая плита, древесноволокнистая плита, арболит и др. Арболит (теплоизоляционный с плотностью до 500 кг/куб.м. и конструкционный с плотностью 500-850 кг/куб.м.) является сравнительно новым строительным материалом, обладающим высокими энергосберегающими свойствами, морозостойкостью, пожаростойкостью. Кроме того, данный материал не подвержен воздействию микробной микрофолоры, что определяет возможность его широко применения. Арболит выгодно отличается от таких строительных материалов как газобетон, керамзитобетон, пенобетон и кирпич по таким показателям как теплопроводность (у арболита 0,08 - 0,17 Вт/м против 0,18 - 1,5 Вт/м других материалов) и плотность (400 - 850 кг/куб.м против 200 - 1200 кг/куб.м.).Переработка древесных отходов предполагает первоначально их измельчение до однородной массы, для чего используют шредеры, дробилки или щепорубительные машины. В настоящее время в коммерческой доступности находится большое количество оборудования, производимого зарубежными и российскими компаниями. Например, компания "Термотех" (г. Брянск) производит рубильные машины РМ-2, РМ-3 и РМ-5, отличающиеся мощностью установленных двигателей (до 30 кВт/ч), производительностью (до 10 м3/ч) и возможным размером перерабатываемой древесины. Также в продаже есть древесно-стружечная установка УДС-1, предназначенная для получения технической стружки, мощностью 35,5 кВт/ч и производительностью 800 кг/ч и дробилка ЛП 02.10, предназначенная для дополнительного измельчения технической стружки (16,5 кВт/ч и 500 кг/ч).Ассоциация предприятий "БМП" (г. Вологда) производит роторные рубительные машины РРМ-5 для получения технологической щепы, устанавливаемые на тракторы с мощностью двигателя 20 - 55 л.с. и работающие от электродвигателя (11 кВт) или привода трактора. Производительность данного устройства составляет 5 - 20 м3/ч. Преимущество данной машины в возможности получения щепы на лесосеке, что значительно снижает затраты на транспортировку древесных отходов.

3.4 Лигнин-содержащие отходы

В последнее время особое внимание экологов было привлечено к Байкальскому ЦБК, долгие годы загрязнявшему озеро Байкал и прилегающие к нему территории. В настоящее время решается вопрос утилизации лигнин-содержащих отходов данного комбината, которых по самым скромным подсчетам накопилось около 6 млн. т. Между тем такие отходы являются одной из основных проблем любого целлюлозно-бумажного производства. Предложено несколько способов утилизации лигнин-содержащих отходов ЦБ промышленности. Во-первых, их использование для рекультивации несельскохозяйственных почв путем разбавления и проращивания в них семян растений через некоторое время приведет к формированию нового слоя грунта. Во-вторых, лигнин-содержащие отходы частично сжигают в специальных печах на гидролизных заводах, или применяют для производства топливных брикетов, однако, данный способ утилизации признан малоэффективным. Наиболее перспективным способом утилизации отходов, содержащих лигнин, является их пиролиз на специальных пиролизных установках (например, ПК-1, 2, 10 … 1000, отличающихся различной производительностью, или пиролизные комплексы, разработанные, например, ООО "Корда"), в результате чего образуется уголь, по физико-химическим свойствам похожий на древесный. Такой уголь может применяться в качестве бытового топлива, поскольку он содержит до 90% углерода, а его теплотворная способность достигает 7000 ккал/кг. Кроме того, лигниновый уголь может применяться в черной и цветной металлургии в качестве восстановителя вместо древесного угля, графита и др.Помимо угля в процессе пиролизной обработки лигнин-содержащих отходов образуется смола (до 30% по массе), содержащая в совокупности до 50% фенолов, которые могут использоваться в производстве пластмасс, антиокислителей, коптильных препаратов, консервантов и др.Кроме того, при добавлении лигнина в асфальт улучшаются свойства дорожного покрытия. ООО "НИИ Стромкомпозит" была разработана технология переработки шлама ЦБК в теплоизоляционный материал. Мощность линии по производству плитного утеплителя (плотность 220 - 250 кг/м3) из такого вида отходов ЦБ промышленности по расчетам разработчиков составит 87 тыс. м3.Таким образом, очевидно, что древесные отходы можно использовать для производства разнообразной полезной продукции.

Заключение

Во все времена люди пользовались лесом. В наше время лесоводство - это очень важная отрасль промышленности, в которой трудится много людей, производящих массу полезных вещей.

Еще сотни лет тому назад огромная часть земной поверхности была покрыта лесами. Долгие годы люди нещадно вырубали деревья на топливо и строительные материалы для жилья. Площадь, занимаемая лесами, резко сократилась, а кое-где они и вовсе исчезли.

Многие леса и теперь продолжают гибнуть, поскольку за ними нет надлежащего контроля и ухода. Вместо того чтобы оберегать и охранять природу, человек чрезмерно использует ее дары в своей хозяйственной деятельности.

Мы считаем, что при посещении зеленого дома зверей и птиц нужно уметь вести себя в нем так, чтобы стать настоящим другом и покровителем природы, а не ее разрушителем.

Польза лесов для человека не рассматривается узко - только как источник материального богатства. Каждому здравомыслящему человеку двадцатого столетия понятно, что в наш век высокоразвитой промышленности лес необходим для отдыха и как источник новых душевных и физических сил. Леса должны существовать ради того, чтобы существовал сам человек, ради сохранения великого богатства животного и растительного царства для грядущих поколений нашей Планеты. Поэтому нам нужны лесные резервации, заповедники, национальные парки, курортные лесные зоны, охраняемые законом.

Национальные парки и заповедники занимают иногда значительные площади, но представить всю природу в ее многообразии они не могут. Более того, и резервации подвержены разрушительному действию загрязненной атмосферы. Поэтому мы обязаны мобилизовать весь наш экономический и научный потенциал на охрану всего лучшего, что было создано природой, поставить окружающую среду под защиту международных конвенций, требуя их неукоснительного соблюдения.

Остается надеяться, что человек разумный не станет рубить сук, на котором сидит. Цивилизованное общество не разрушит биом, от которого зависит общее благо данного общества. Лес никогда не превратится в диковинную редкость, за демонстрацию которой придется платить непомерную дань.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Левин Э.Д., Репях С.М. Переработка древесной зелени.- М.: Лесн. пром-ность, 1981.- 196 с.

2. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс: В 2 т. Т.1. Теоретические основы инженерной экологии: Учеб. Пособие для втузов / Под ред. И.И. Мазура.- М.: Высш. Шк., 1996. - 637 с.

3. Методика по оценке экономической эффективности использования твердых отходов производства и потребления.- М.: ВИВР, 1988

4. Методические рекомендации по комплексной эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса. - М., 1988

5. Продниекс А.П. Состояние и перспективы производства лесобиохимических продуктов в существующих цехах по переработке древесной зелени // Лесохимия и подсочка. Экспресс-информ. ВНИПИЭИлеспром, 1988.- No 1. - с 3 - 8

6. Шеховцев А.А., Звонов В.И., Чигинов С.Г. Влияние отраслей народного хозяйства на состояние окружающей среды.- М.: Минприрода РФ, 1995

7. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелении.- Л.: Изд. Ленинградского Ун-та, 1981.- 224 с.

8. Ягодин В.И., Антонов В.И. Состояние и перспективы развития экстрактивной переработки древесной зелени // В кн.: Производство кормовых и биологически активных продуктов на основе низкосортной древесины и отходов лесопромышленного комплекса. - Красноярск, 1988.- с.58 - 60

9. Новиков Ю. В., Природа и человек, Москва: "Просвещение", - 1988, - с. 223

10. Данилов-Данильян В. И. (под ред.) Экология, охрана природы и экологическая безопасность./МНЭПУ, 1997