CC BY
59
УДК 630*52 А.А. Вайс
ФОРМА НИЖНЕЙ ЧАСТИ ДЕРЕВЬЕВ И ПОЛНОТА СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ В УСЛОВИЯХ БАЙКАЛЬСКОГО ГОРНОГО ЛЕСНОГО РАЙОНА
В статье представлены результаты исследований по выделению стадий в изменении диаметров деревьев, характеризующих форму их нижней части. Установлено, что полнота древостоев влияет на форму стволов. Разработан норматив определения диаметров деревьев на высоте груди с учетом полноты древостоев.
Ключевые слова: полнота, форма нижней части деревьев, норматив, стадия развития.
A.A. Vais
TREE BOTTOM PART FORM AND PINE FOREST STAND COMPLETENESS IN THE CONDITIONS OF BAIKAL MOUNTAIN FOREST AREA
The research results on the stage allocation in tree diameter change characterizing the form of their bottom part are given in the article. It is determined that forest stand completeness influences the trunk form. The specification for tree diameter determination at height of a breast taking into account forest stand completeness is developed.
Key words: completeness, tree bottom part form, specification, development stage.
Введение. Для восстановления срубленного запаса леса используют промежуточные нормативы по переходу от диаметров на высоте пня к диаметрам на высоте груди. Впервые эти таблицы были помещены в «Справочнике таксатора» (1952 г.) [1]. Нормативы были составлены В.Е. Шульцом в 1938 году: «Первый вариант таблицы (^.з=^п)) служит для восстановления таксационной характеристики древостоя бывшего до рубки и затем пройденного выборочной (или иной) рубкой с целью приобрести навыки в глазомерном определении: процента запаса удаленного при рубке бывшего в тот момент древостоя, полноты и запаса бывшего до рубки древостоя и сопоставления с оставшимся древостоем».
Л.А. Марцинковский [2] отмечал, что показатели ряда таблиц указанного справочника имеют расхождения с полученными в отдельных районах конкретными материалами. Автор сделал вывод о соответствии таблиц условиям лиственничников Хакасской автономной области.
Ю.В. Селиванов [3], исследуя сосновые молодняки естественного происхождения, установил зависимость между диаметром на пне и на высоте груди в сосняках I класса возраста. Сопоставления полученных результатов с материалами справочника свидетельствовали о совпадении данных.
В.Ф. Кишенков, А.А. Соломников, А.А. Касацкий [4] выявили, что для деревьев ели Брянской области высота пня практически не влияла на определяемый восстановленный запас - расхождение составило не более 1,5 %.
Цель исследований. Оценка влияния полноты древостоев на форму нижней части стволов сосны обыкновенной в условиях локального объекта Хандагантайского лесничества Республики Бурятия, который входит в водоохраную зону озера Байкал. Территория в определенной степени подвержена воздействию хозяйственной деятельности (рубки ухода) и антропогенного фактора (лесные пожары).
Актуальность проблемы обусловлена необходимостью выявления и использования экологотаксационного фактора пространственной заполненности древесиной (полноты) в составлении нормативов.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- Выполнить статистический анализ показателей, характеризующих форму нижней части деревьев сосны обыкновенной sylvestr^s 1^) с учетом полноты древостоев.
- Установить закономерности прироста показателей формы стволов с изменением их диаметров.
- Выявить стадии в изменении формы нижней части стволов.
- Построить регрессионную модель определения диаметра ствола на высоте груди по диаметру на высоте пня и полноте древостоя.
- Обосновать возможность использования при разработке нормативов эколого-таксационного параметра полноты древостоя.
- Составить норматив определения диаметров деревьев на высоте груди с учетом пространственного фактора.
Природные условия района. Согласно лесорастительному районированию (Институт леса СО РАН), территория расположения лесничества относится к Витимо-Юрской провинции лиственных и сосновых лесов. Климат Заиграевского муниципального района резко континентальный со значительными амплитудами температурных колебаний.
Территория лесничества по характеру рельефа относится к горной местности. В северо-восточном направлении ее пересекает ряд горных хребтов высотой от 1100 до 1400 м над уровнем моря. Лесной фонд лесничества представлен в основном насаждениями сосны и лиственницы средней производительности (III-IV класс бонитета). Лесистость района составляет 64 %. Почвообразующими породами на территории лесничества являются маломощные слои продуктов выветривания коренных пород или мощные слои песчаных и щебенистых наносов. Горные почвы в лесничестве преобладают и представлены горными дерновоподзолистыми типами почвообразования. По механическому составу они относятся к легким и средним суглинкам. Почвы равнин и предгорий представлены в основном подзолисто-песчаными и степными песками. Степень дренированности района гидрографической сетью удовлетворительная.
Программа и методика исследований. В настоящее время возрос интерес к исследованию формы нижней части стволов. Связано это с распространением в России незаконных рубок, получивших развитие практически во всех регионах. Для наложения адекватного штрафа или определения ущерба необходимо восстановить срубленный запас, используя обмер пней. Однако таксаторы ограничивались разработкой норматива по связи di3=f(d„) без глубокого изучения закономерностей изменения формы нижней части стволов под влиянием различных факторов. Полнота древостоя в таксационном понимании отражает количество древесины (на определенной точке высоты (1,3 м)), расположенное на единице площади. В экологическом смысле - это показатель, характеризующий степень заполнения пространства стволовой древесиной.
Для сбора материала были обмерены диаметры растущих деревьев в нижней части ствола. Диаметры измерялись на высоте шейки корня, на высоте пня и на высоте груди. В каждом древостое разной группы
полноты (1,0-0,9; 0,8-0,7; 0,6-0,5; 0,4-0,3) были взяты минимум 200 деревьев разных ступеней толщины.
Общее количество учетных деревьев составило 862 шт.
Обработка исходных данных производилась с помощью электронной таблицы «Excel» и программы «Curve Expert». Помимо указанных выше показателей, в камеральных условиях вычислялся нулевой коэффициент формы (q0 - характеризует форму ствола в нижней его части) и абсолютный сбег (Ad0-di3), характеризующий изменение диаметров до высоты груди). Формулы определения этих показателей имели следующий вид:
Ad0-di3 = d0 - di3 , (1)
где Ad0-d13 - абсолютный сбег ствола от шейки корня до высоты 1,3 м, см.
q0 = _d°., (2)
d 1.3
где q0 - нулевой коэффициент формы;
d0 - диаметр ствола на уровне шейки корня, см;
d1.3 - диаметр на высоте груди, см.
Результаты исследований и их обсуждение. На первом этапе был проведен статистический анализ всех показателей по ступеням толщины и с учетом группы полноты.
Можно констатировать общую закономерность вне зависимости от группы полноты, уменьшение изменчивости показателей формы ствола с увеличением ступеней толщины. При этом показатель вариации менялся от слабой до значительной величины. Достоверность статистик подтверждалась низкими значениями точности опыта (не превысили 5 %).
Важное значение имеет анализ изменения средних показателей формы ствола по ступеням толщины и по группам полноты. Наиболее полнодревесными являются стволы 12-й ступени толщины. Самыми цилиндрическими были деревья высокополнотных древостоев (р=1,0-0,9), что соответствует известным закономерностям. При этом более «правильную» форму имеют стволы в нижней части при полноте не 0,8-0,7, а 0,6-0,5. Данный факт можно объяснить влиянием хозяйственных мероприятий (рубок ухода), которые способствовали формированию малосбежистых стволов. В низкополнотных древостоях (0,4-0,3) форма стволов более закомелистая, чем во всех остальных группах полноты.
На втором этапе стояла задача определить закономерности прироста показателей формы стволов с изменением их диаметров. Для этого был проведен графический анализ. Диаграммы были построены для связей между Ad0=f(Ad1,3) и q0=f№) для стволов разных групп полноты. Графики указывали на стадийность изменения формы нижней части ствола в соответствии с размерными параметрами:
- стадия равномерного прироста (Ad0=Ad1i3);
- стадия сбежистости (Ad0>Ad1i3);
- стадия равномерного прироста (Ad0=Ad1,3).
Длительность периода менялась в древостоях разной полноты, особенно это проявляется в период сбежистости.
Полнота 0,3-0,4 - продолжительность стадии до 44 см.
Полнота 0,5-0,6 - продолжительность стадии до 35 см.
Полнота 0,7-0,8 - продолжительность стадии до 30 см.
Полнота 0,9-1,0 - продолжительность стадии до 28 см.
&
Диаметр у шейки корня, см
► 0,6-0,5
Диаметр у шейки корня, см
| 0,8-0,7~|
О
► 1,0-0,91
Диаметр у шейки корня, см
Зависимость нулевого коэффициента формы ствола от диаметра у шейки корня
Связь qo=f(do) позволяет выделить также три временных отрезка в изменении полнодревесности нижней части стволов сосны обыкновенной (рис.):
- стадия сбежистости (уменьшение qo);
- стадия закомелистости (возрастание qo);
- стадия полнодревесности (уменьшение qo).
Поскольку основной целью являлось установление роли полноты и оценки ее влияния на зависимость d1з=f(dп), мы определили связь между коэффициентами уравнения a и Ь с полнотной группой (1,0 - 0,9 -
0,95; 0,8 - 0,7 - 0,75; 0,6 - 0,5 - 0,55; 0,4 - 0,3 - 0,35).
Результаты были представлены в виде регрессионных уравнений:
a = ф) - a = - 13,359*p2+18,229*p-5,88 , R2=1. (3)
Ь = ф) - Ь = 0,877* p2 - 1,084*p+1,18 , R2 = 0,993. (4)
Коэффициент детерминации показывает высокую степень адекватности данных уравнений, что позволило получить итоговую модель определения диаметра на высоте груди по диаметрам на высоте пня и полноты древостоя:
d1.з = (- 13,353*p2+18,229*p-5,88)+(0,877*p2-1,084*p+1,18)*dп. (5)
На основании формулы (5) был составлен норматив определения диаметров деревьев на высоте груди по значениям диаметров на высоте пня и полноте древостоя (табл.). Максимальную полнодревесность
имели стволы деревьев, произрастающие в древостоях с полнотой 0,9-1,0.
Зависимость диаметров на высоте груди деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) от диаметров на высоте пня и полноты древостоя
Диаметр на высоте пня, см Диаметр на высоте груди, см Ступень толщины, см
1 2 3
1,0—0,9
8 6,9 8
12 10,6 12
16 14,4 16
20 18,2 20
24 21,9 20
28 25,7 24
32 29,4 28
33 30,4 32
0,8—0,7
8 7,1 8
12 10,6 12
16 13,9 12
20 17,4 16
24 20,8 20
28 24,3 24
32 27,7 28
36 31,1 32
40 34,6 36
44 37,9 36
0,6—0,5
8 6,8 8
12 10,3 12
16 13,6 12
Окончание табл.
1 2 3
20 17 16
24 20,4 20
28 23,7 24
32 27,2 28
36 30,6 32
40 33,9 32
43 36,5 36
0,4-0,3
8 6,1 8
12 9,7 8
16 13,3 12
20 16,9 16
24 20,6 20
28 24,2 24
32 27,8 28
36 31,4 32
40 35,1 36
44 38,7 36
48 42,3 40
55 48,6 48
Заключение. В результате проведенных исследований можно резюмировать следующее:
- в условиях Байкальского горного лесного района установлено достоверное влияние полноты на форму нижней части стволов сосны, которое в наибольшей степени проявляется на стадии увеличения сбе-жистости;
- наиболее полнодревесными по форме нижней части являются стволы в древостоях максимальной полноты (1,0-0,9), однако малосбежистые деревья, встречаются и при полноте 0,6—0,5, что можно объяснить влиянием рубок ухода;
- стадийное развитие прироста диаметров указывает на возможность использования этих параметров для различного рода экологических исследований;
- составленный норматив определения диаметров на высоте груди от диаметров на высоте пня с учетом полноты древостоев позволяет использовать его для практических целей в данном районе.
Таким образом, установлена необходимость учитывать при разработке нормативов восстановления срубленных запасов и экологический фактор — полноту древостоев, что позволяет повысить точность разрабатываемых таблиц.
Литература
1. Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. — Л.: Гослесбумиздат, 1952. — 852 с.
2. Марцинковский Л.А. О зависимости между диаметрами деревьев лиственницы на высоте пня и на высоте груди // Лиственница: сб. науч. тр. — Красноярск: СТИ, 1964. — № 39. — С. 15—17.
3. Селиванов Ю.В. Соотношение диаметров на высоте пня и на высоте груди в сосновых молодняках учебно-опытного лесхоза // Лесная таксация и лесоустройство: межвуз. сб. науч. тр. — Красноярск, 1973. — С. 221—224.
4. Кишенков Ф.В., Соломников А.А., Касацкий А.А. Исследование сбежистости комлевой части стволов ели. — Режим доступа: http: // science-bsea.narod.ru /2007/ leskomp. — 2007/ kishenkov —iss.htm.
