CC BY
7
БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 630*566
Хвойные бореальной зоны. 2019. Т. XXXVII, № 5. С. 279-283
ДИНАМИКА ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЙМЕННЫХ ЕЛОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ ВОСТОЧНО-САЯНСКОГО ГОРНО-ТАЕЖНОГО РАЙОНА
А. А. Вайс
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
В традиционном понимании таблицы хода роста насаждений отражают динамику таксационных показателей с возрастом. Существуют различные подходы к их составлению и классификационной основе. В последнее время в связи с наличием материалов массовой таксации и климатическими процессами типологический подход к изучению процессов роста и развития насаждений получил дополнительный интерес. В качестве исходных данных отобраны выделы еловых насаждений, расположенные в условиях Восточно-Саянского горно-таёжного района. Еловые насаждения произрастают в Бирюсинском участковом лесничестве по поймам рек и ручьёв и на припойменных склонах на относительно глубоких, сильно выщелоченных суглинках. Основным способом составления таблиц являлся комбинированный метод, когда первоначально подбирались по таксационным описаниям еловые древостои пойменного типа леса разных классов возраста, которые затем обрабатывались статистическими методами. В результате исследования динамики лесоводственно-таксационных показателей модальных еловых насаждений пойменного типа леса различного возраста сформулированы следующие выводы.
Еловые насаждения произрастают во влажных и сырых условиях, которые характеризуются интенсивным изреживанием и высокой захламлённостью.
Для аппроксимации хода роста насаждений использовали экспоненциальную функцию.
Составлен эскиз таблицы динамики таксационных показателей модальных еловых насаждений пойменного типа леса для условий Восточно-Саянского горно-таёжного района.
Особенностью исследуемых насаждений является долговременный рост по диаметру, что сказывается на запасе при стабильно небольшом числе деревьев (300-450 шт/га).
Целесообразно проводить рубку еловых насаждений в 90 лет, так как древостои в этом возрасте достигают технической спелости.
Ключевые слова: ель обыкновенная, динамика, таксационный показатель, таблица хода роста, спелость.
Conifers of the boreal area. 2019, Vol. XXXVII, No. 5, P. 279-283
DYNAMICS OF FOREST INVENTORY INDICES OF RIPARIAN SPRUCE FORESTS OF THE EAST SAYAN MOUNTAIN TAIGA AREA
A. А. Vais
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
In the traditional understanding of the table of the course of growth of plantings reflect the dynamics of taxation indicators with age. There are different approaches to their compilation and classification basis. Recently, due to the availability of materials of mass taxation and climatic processes, the typological approach to the study of the processes of growth and development ofplantations has received additional interest. As the initial data selected the allocation of spruce plantations located in the conditions of the East Sayan mountain taiga region. Spruce plantations grow in Biryusinsk district forestry on floodplains of rivers and streams and on the slopes of the solder relatively deep, strongly leached loam. The main method of compiling the tables was the combined method, when spruce stands of floodplain type of forest of different age classes were initially selected according to the taxation descriptions, which were then processed by statistical methods. As a result of the study of the dynamics of forestry and taxation indicators of modal spruce stands offloodplain forest of different ages, the following conclusions are formulated.
Вайс А. А. Динамика таксационных показателей пойменных еловых насаждений Восточно-Саянского горно-таёжного ...
Spruce plantations grow in wet and damp conditions, which are characterized by intensive thinning and high clutter.
An exponential function was used to approximate the growth ofplantings.
Composed of sketch tables of the dynamics of inventory indices of modal spruce forests floodplain forest type for conditions of the Eastern Sayan mountain taiga district.
The peculiarity of the studied plantings is a long-term growth in diameter, which affects the stock with a consistently small number of trees (300-450 PCs/ha).
It is advisable to carry out the felling of spruce plantations in 90 years, as stands at this age reach technical maturity.
Keywords: spruce, dynamics, taxation index, table of growth, ripeness.
ВВЕДЕНИЕ
В традиционном понимании таблицы хода роста насаждений отражают динамику таксационных показателей с возрастом. Существуют различные подходы к их составлению и классификационной основе. В последнее время в связи с наличием материалов массовой таксации и климатическими процессами типологический подход к изучению процессов роста и развития насаждений получил дополнительный интерес [1; 2].
В. Б. Козловский, В. М. Павлов [3, с. 23] указывали, что основная трудность использования таблиц хода роста по типам леса - это изменение условий среды, а значит и типов леса. В то же время такие таблицы, по мнению авторов, характеризуются только им присущей формой кривой приростов в отличие от бонитетных кривых. Н. Н. Свалов [4, с. 28] отмечал, что «вопрос о выборе типа таблиц и классификационного признака для группирования материала должен решаться конкретно, в связи с целями хозяйства и объектами таксации». Н. П. Анучин [5] призывал шире использовать материалы лесоустройства для составления таблиц хода роста модальных насаждений (таблицы классов возраста, бонитетов, полнот и запасов; таксационные описания). При этом В. Б. Козловский, В. М. Павлов [3] считали, что практическое использование таблиц для модальных древостоев достаточно ограничено. Они позволяют получить обобщенное представление о возрастной динамике лесов изучаемого района и обоснования возраста рубки. Однако в последнее время проблемы актуализации таксационных показателей приобретают все большую важность, а факт постоянного снижения полноты лесных массивов делает такие древостои более распространёнными [6; 7].
Статистический подход к определению таксационных показателей по классам возраста позволяет получить достоверные средние оценки насаждений.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве исходных данных отобраны выделы еловых насаждений, расположенные в условиях Восточно-Саянского горно-таёжного района.
Еловые насаждения произрастают в Бирюсинском участковом лесничестве по поймам рек и ручьёв и на припойменных склонах на относительно глубоких, сильно выщелоченных суглинках. Представлены типами: ельники злаковые - 32,4 %, злаково-хвощёвые -21,0 %, пойменные - 15,6 % и мшистые - 12,8 %. Ельник пойменный распространён повсеместно по долинам речек и ручьёв на мелких выщелоченных
почвах с избыточным увлажнением. В составе примесь пихты до 3 единиц и более, а также берёза. Продуктивность Ш-1У классы бонитета. Подлесок редкий, неравномерный. Живой напочвенный покров хорошо развит. Возобновление неудовлетворительное и представлено пихтой, елью и кедром.
Основным способом составления таблиц являлся комбинированный метод, когда первоначально подбирались по таксационным описаниям еловые древостои пойменного типа леса разных классов возраста, которые затем обрабатывались статистическими методами.
В карточки заносился тип леса, состав насаждения, запас на 1 га, класс бонитета, средняя высота и диаметр, полнота, класс возраста. Доля участия главной породы (ели) в составе насаждения не должна быть менее 7 единиц. Подбирались модальные насаждения с полнотой 0,5-0,8. Таксационная характеристика указывала на следующие особенности пойменных ельников. Древостои смешанные с преобладанием в молодом возрасте пихты, в более старшем - ели. Произрастание в низинных, пойменных участках рек, ручьёв, которым присущи влажные и сырые условия (С2 - С5). Насаждения характеризуются интенсивным отпадом и высокой захламлённостью.
Обработка экспериментального материала начиналась с сортировки карточек с исходной информацией по классам возраста. Для каждого возрастного периода определили средние таксационные показатели: возраст, высоту, диаметр, запас, полноту. По высоте, диаметру и запасу вычислили статистические показатели: среднее арифметическое значение, среднее квадратическое отклонение, коэффициент варьирования, точность опыта, ошибку по всем этим показателям, а также оценили достоверность. Формулы обработки соответствуют стандартным статистическим подходам [8].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Коэффициент варьирования указывает на однородность совокупности по всем классам возраста и всем признакам, кроме запаса для 5 класса возраста. Можно считать объем исходной совокупности достаточным во всех классах возраста (точность опыта менее 8 %). Регрессионный анализ позволил нивелировать недостаток исходных данных и получить достоверную прогнозную величину.
Средние значения возраста, диаметра, высоты, запаса и полноты по каждому классу возраста сведены в табл. 1.
Хвойные бореальной зоны. XXXVII, № 5, 2019
Дальнейшая обработка заключалась в подборе уравнений связи между средним возрастом и поочередно со средним диаметром, средней высотой и запасом. Для каждой связи между признаками древостоя было подобрано уравнение экспоненциального типа.
Параметры регрессионных моделей приведены в табл. 2.
Далее перешли к составлению таблиц хода роста (эскизов), данные для которых получили путем табуляции моделей экспоненциального типа. Другие таксационные показатели построения нормативов исследуемых насаждений вычислялись на основе общепринятых таксационных формул зависимости между ними. Все полученные результаты были сведены в итоговую таблицу динамики таксационных показателей (табл. 3).
Спелость леса - понятие, обусловливающее целевую долговременную ориентацию при планировании и организации лесного хозяйства. Выделяют несколько видов спелости леса, различающихся по естественным процессам роста насаждений, качеству ресурсов, характеру сочетания ресурсов в целевой установке, методу установления и применяемым для этой цели показателям. Возраст естественной спелости (ВЕС) является верхним пределом установления возраста рубки. Критерием установления ВЕС является величина текущего изменения запаса, когда она становится отрицательной, наступает возраст естественной спелости. При определении возраста количественной спелости критерием служит равенство среднего и текущего изменения запаса.
Таблица 1
Средние (арифметические) показатели модальных еловых насаждений пойменного типа леса
Возраст, лет Средняя высота, м Средний диаметр, см Запас, м3/га
70 19,2±0,38 20,4±0,60 155±3
90 21,6±0,45 24,8±0,68 206±8
110 22,1±0,52 27,6±0,97 193±5
130 24,3±0,65 28,4±0,85 221 ±8
150 23,7±0,57 29,0±1,00 267±6
170 25,3±0,0,49 41,3±1,05 280±7
190 23,0±0,41 28,0±1,01 320±7
Примечание. Статистические оценки получены при уровне доверительной вероятности р = 0,954.
Таблица 2
Параметры регрессионной модели экспоненциального вида: у = а • (1 - ЕХР(-й • х))
Регрессионная Коэффициенты модели Коэффициент вырав- Основная ошибка
связь а Ь нивания
Диаметр-возраст 37,7 0,0117 0,73 4,8 см
Высота-возраст 27,7 0,0222 0,99 0,9 м
Запас-возраст 500 0,0050 0,99 16 м3
Таблица 3
Эскиз таблицы хода роста модальных еловых насаждений пойменного типа леса
Возраст, лет Средние Сумма площадей сечения, м2/га Число стволов, шт/га Видовое число Общий запас, м3/га Изменение запаса, м3/га
высота, м диаметр, см среднее текущее
70 19,5 21,1 15,66 448 0,485 148 2,11 -
80 20,6 22,9 16,65 404 0,481 165 2,06 1,70
90 21,4 24,5 17,76 377 0,479 182 2,02 1,70
100 22,1 26,0 18,69 352 0,477 197 1,97 1,50
110 22,6 27,3 19,72 337 0,476 212 1,93 1,50
120 23,0 28,4 20,70 327 0,475 226 1,88 1,40
130 23,4 29,4 21,55 318 0,474 239 1,84 1,30
140 23,6 30,4 22,56 311 0,473 252 1,80 1,30
150 23,9 31,2 23,37 306 0,473 264 1,76 1,20
160 24,0 31,9 24,34 305 0,473 276 1,73 1,20
170 24,2 32,5 25,12 303 0,472 287 1,69 1,10
180 24,3 33,1 25,90 301 0,472 297 1,65 1,00
190 24,4 33,6 26,68 301 0,472 307 1,62 1,00
200 24,4 34,0 27,46 303 0,472 316 1,58 0,90
Вайс А. А. Динамика таксационных показателей пойменных еловых насаждений Восточно-Саянского горно-таёжного
Для расчёта возраста количественной спелости еловых насаждений на график нанесли изменение среднего и текущего запаса, точка пересечения линий считается возрастом количественной спелости. Установить данный возраст оказалось невозможным. Это связано как с недостатком методики составления, так и с особенностями произрастания еловых насаждений, когда количественная спелость наступает в возрасте молодняка при произрастании ели в подпологовом пространстве.
Критерием установления возраста технической спелости (ВТС) служит максимальная величина среднего изменения запаса ведущих сортиментов. Используя таблицу хода роста и товарные таблицы для южно - таежных лесов Средней Сибири [9] был определен выход деловой крупной и средней древесины, а также найдено изменение запаса крупной и средней древесины. С целью установления возраста технической спелости сосновых насаждений на график нанесены значения среднего и текущего запаса крупной и средней древесины (рис. 1).
Возраст технической спелости 90 лет, что близко к периоду оптимальной рубки еловых насаждений (101-120 лет). Целесообразно проводить рубку еловых насаждений в 90 лет, так как древостои в этом возрасте достигают технической спелости.
Для сравнения хода роста была взята таблица, составленная Э. Н. Фалалеевым и В. С. Поляковым в 1969 году для еловых модальных древостоев мшистого типа леса Восточно-Саянского горно-таежного района [10]. Информация была сопоставлена в графическом виде (рисунок 2). Данные норматива (табл. 3) и диаграмм (рис. 2) указывают на следующую особенность пойменных ельников. Это интенсивное увеличение среднего диаметра ельников после 120 лет, что сказывается на сумме площадей поперечного сечения и запасе модальных еловых насаждений пойменного типа леса. При этом число деревьев меньше чем в ельнике мшистого типа леса и характеризуется стабильностью (300-450 шт/га).
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
Средний прирост Текущий прирост
60
80
100
180
200
220
120 140 160
Возраст, лет
Рис. 1. Изменения среднего и текущего прироста по запасу крупной и средней древесины с возрастом
30
25
8 20
,а т 15
о
с 10
В
5
0
—I—I—I—I—I—I—I—I
40 60 80 100120140160180 200 220
40
35
30
3 с 25
,р т 20
е 3 15
к 10
5
0
Возраст, лет
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Возраст, лет
350
300
250
2
т 200
,с 150
а
К а 100
СП
50
0
40 60 80 100120 140160 180 200 220
Возраст, лет
800 700 600 500 400 300 200 100 0
Рис. 2. Изменение таксационных показателей насаждений с возрастом: Епой - ельник пойменный; Емш - ельник мшистый
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Возраст, лет
Е
Хвойные бореальной зоны. XXXVII, № 5, 2019
ВЫВОДЫ
В результате исследования динамики лесоводст-венно-таксационных показателей модальных еловых насаждений пойменного типа леса различного возраста сформулированы следующие выводы:
- еловые насаждения произрастают во влажных и сырых условиях, которые характеризуются интенсивным изреживанием и высокой захламлённостью;
- для аппроксимации хода роста насаждений использовали экспоненциальную функцию;
- составлен эскиз таблицы динамики таксационных показателей модальных еловых насаждений пойменного типа леса для условий Восточно-Саянского горно-таёжного района;
- особенностью исследуемых насаждений является долговременный рост по диаметру, что сказывается на запасе при стабильно небольшом числе деревьев (300-450 шт/га);
- целесообразно проводить рубку еловых насаждений в 90 лет, так как древостои в этом возрасте достигают технической спелости.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Усс Е. А. Ход роста еловых насаждений Беларуси по бонитетам в разрезе основных типов леса // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2014. Вып. 38.
2. Зиганшин Р. А. Лесной массив: географические и лесотаксационные признаки и критерии // Сибирский лесной журнал. 2014. № 1. С. 50-68.
3. Козловский В. Б., Павлов В. М. Ход роста лесооб-разующих пород СССР. М. : Лесн. пром-ть, 1967. 327 с.
4. Свалов Н. Н. Моделирование производительно -сти древостоев и теория лесопользования. М. : Лесн. пром-ть. 1979. 216 с.
5. Анучин Н. П. Лесная таксация : учебник для. М. : Лесн. пром-ть, 1982. 552 с.
6. Батвенкина Т. В. Исследование темпа изменения средних таксационных показателей сосновых древостоев различной полноты и густоты // Лесная таксация и лесоустройство : междунар. науч.-практ. журн. № 1(30). 2001. С. 33-36.
7. Гончарук В. В., Батвенкина Т. В. Актуализация таксационных показателей насаждений Сибири : учеб. пособие / Сиб. гос. технологич. ун-т. Красноярск, 2006. 80 с.
8. Павлов Н. В., Смольянов А. С., Вайс А. А. Математические методы в лесном хозяйстве : учеб. пособие / Сиб. гос. технологич. ун-т. Красноярск, 2005. 192 с.
9. Справочник таксатора : учеб.-справ. пособие / С. Л. Шевелев [и др.] ; Сиб. гос. технологич. ун-т. Красноярск, 2004. 172 с.
10. Ход роста основных лесообразующих пород Сибири : учеб. пособие. Ч. 2 / отв. ред. Э. Н. Фалалеев ; Сиб. технологич. ин-т. Красноярск, 1975. 196 с.
REFERENCES
1. Uss E. A. The course of the growth of spruce forests of Belarus bonitatem by major forest types // Actual problems of forest complex. 2014, Issue. 38.
2. Ziganshin R. A. Woodland: geographical and forest mensuration indicators and criteria // Journal of Siberian forest. 2014, №. 1. Р. 50-68.
3. Kozlovsky V. B., Pavlov V. M. The Course of growth of forest-forming species of the USSR. Moscow, Lesn. prom-t', 1967, 327 p.
4. Svalov N. N. Modeling of forest stands performance and forest management theory. Moscow, Lesn. prom-t', 1979, 216 p.
5. Anuchin N. P. Forest inventory : tutorial for. Moscow, Lesn. prom-t', 1982, 552 p.
6. Bаtvеnkina T. V. Investigation of the rate of change of average inventory indices of pine stands of various fullness and density // Forest inventory and forest management : international scientific-practical journal. 2001, №. 1(30), P. 33-36.
7. Goncharuk V. V., Bаtvеnkina T. V. Latencia Updating of inventory indices of the spaces of Siberia : textbook. Krasnoyarsk, SibSTU, 2006, 80 p.
8. Pavlov N. I., Smolyanov A. S., Vais A. A. Mathematical methods in forestry : a training manual. Krasnoyarsk, SibSTU, 2005, 192 p.
9. Guide taxi driver: training manual / S. L. Shevelev [et al.]. Krasnoyarsk, SibSTU, 2004, 172 p.
10. The course of growth of the main forest-forming species of Siberia : textbook. Part 2 / resp. ed. E. N. Fala-leev. Krasnoyarsk, STI, 1975, 196 p.
© Вайс А. А., 2019
Поступила в редакцию 24.04.2019 Принята к печати 24.10.2019
