CC BY
116
Форма, полнодревесность и моделирование объемов стволов в естественных сосняках Бузулукского бора
А. Ан. Гурский, аспирант, Оренбургский ГАУ
Основой реализации принципов неистощитель-ного и рационального лесопользования является точность в количественной и качественной оценке лесных ресурсов. Форма стволов является третьим (после диаметра и высоты) объемообразующим показателем древесных стволов. Поэтому изучение и дальнейшее сравнение показателей формы, пол-нодревесности стволов древесных пород при сходных показателях насаждений позволяет решить ряд теоретических и практических задач в вопросах их таксации по общим или региональным (местным) лесотаксационным нормативам.
Определяющим критерием в составлении общих или региональных объемных таблиц является различие в форме и полнодревесности стволов в зависимости от размеров деревьев, полноты и других характеристик насаждений. Анализ литературных источников позволяет отметить, что методические основы в составлении объемных таблиц (в зависимости от размера деревьев, возраста и полноты насаждений) то расширялись, то сужались [1]. В настоящее время все рекомендуемые по регионам объемные и сортиментные таблицы составлены по 2-м входам: диаметру и высоте деревьев. Этот принцип был применен при пересмотре всей лесотаксационной нормативной базы в 1982— 1993 гг. по всем республикам бывшего СССР и России, хотя имеются научные работы, которые подтверждают установленное прежде лесоводами положение [1 и др.] о влиянии полноты древостоев на форму и полнодревесность стволов [4 и др.].
Для оценки общего запаса древесины сосны на корню в Бузулукском бору используют объемные таблицы Н. П. Анучина. Однако сведений о точности использования данных таблиц в местных условиях нами не обнаружено. Поэтому в задачу исследований входило изучение формы, пол-
нодревесности и на этой основе определение объемов стволов сосны Бузулукского бора по разработанной нами методике [2] с целью их соответствия объемным таблицам Н. П. Анучина или другим нормативам.
Для реализации этого вопроса использовано обмеренных по 2-метровым отрезкам 13 деревьев сосны в возрасте 65—190 лет, срубленных на 2-х временных пробных площадях с полнотой древостоев около 0,8. Исследования формы и полнодревесности стволов выполнены по методике Шиф-феля и В. К. Захарова с обработкой показателей статистическими методами. Объемы стволов при средней форме стволов разных размеров определены на основе моделирования образующей древесного ствола по разработанной нами методике [2].
На первом этапе были найдены коэффициенты корреляции (г), определяющие тесноту связи показателей формы и полнодревесности стволов сосны в зависимости от высоты и возраста деревьев (табл. 1).
Высота деревьев оказала влияние только на старое видовое число (г = -0,607±0,239: связь умеренная, отрицательная). Критерий фактический оказался большим, чем критерий табличный (Стьюдента) при вероятности 95%: 1ф. = 2,54 > 1табл. = 2,20. Между другими показателями и высотой деревьев связи не обнаружено.
Диаметр деревьев оказывает влияние на изменение второго коэффициента (^) и старого видового числа (связь умеренная, отрицательная). Коэффициенты корреляции достоверны соответственно при уровне вероятности 90% и 95%. Толщина деревьев практически не оказывает влияния на q05 и 4, по В. К. Захарову, что подтверждается крайне низкими коэффициентами корреляции.
Возраст деревьев оказал влияние на изменение коэффициента формы (^) и старое видовое число. Связь умеренная, коэффициенты корреляции дос-
1. Коэффициенты корреляции между показателями формы, полнодревесности стволов сосны в коре и размерами, возрастом деревьев при определенном уровне достоверности: +++ вероятность 99 %; ++ вероятность 95 %; + вероятность 90 %; (—) недостоверно
Показатели Высота деревьев Диаметр на 1,3 м Возраст деревьев
405 0,280±0,289 (-) 0,089±0,300 (-) -0,122±0,299 (-)
q2 -0,367±0,280 (-) -0,484±0,264 (+) -0,472±0,266 (+)
Ї -0,607±0,239 (++) -0,639±0,232 (++) -0,659±0,227 (+)
4 -0,011±0,302 (-) -0,042±0,302 (-) -0,034±0,301 (-)
товерны при вероятности (аналогично диаметру) соответственно 90% и 95%. Возраст деревьев на q05 и 4 влияния не оказал. Следует отметить, что при исследованиях формы и полнодревесности стволов разного размера использовать показатели Шиффе-ля не следует, поскольку они дают искаженное представление о форме и полнодревесности стволов. Анализируя числа сбега и нормальные видовые числа, по В. К. Захарову, можно утверждать, что ни один из признаков (диаметр, высота и возраст) не оказал влияния на форму и полнодревесность стволов. Что позволяет объединить материал по всем деревьям и найти среднюю форму стволов естественных спелых сосняков Бузулукского бора. Точность полученных средних показателей формы и полнодре-весности стволов в большинстве вычислений не превышала 3%. Только в верхней части ствола (0,9Н) ввиду большей изменчивости чисел сбега (22%) точность их в определении снизилась до 6%.
Варьирование чисел сбега q0J5, по В. К. Захарову, составляет 4—5%, q2 (Шиффеля) — 6,4%. Варьирование старого видового числа (1) в 1,8—2 раза выше, чем нормального видового числа (1п). Поэтому при исследованиях формы и полнодревесности стволов по методике В. К. Захарова [5] нужно срубать в 2 раза меньше деревьев, чем по методу Шиффеля. Сравним наши данные с данными других авторов в коре и без коры. На 0,3 и 0,4 Н числа сбега для стволов сосны Бузулукского бора в коре выше, чем по В. К. Захарову [5]. На 0,5 и
0,6 Н они практически одинаковые, а далее (с 0,7 Н), по нашим данным, числа сбега имеют несколько
меньшие значения, хотя полнодревесность стволов практически равнозначна (^ 0,519 и 0,523). Полнодревесность стволов сосны, по М. К. Беди-ку, также близка к сосне Бузулукского бора. По А. С. Головачеву, числа сбега на 0,2—0,7 Н больше, чем по нашим данным, но полнодревесность стволов по нормальному видовому числу равнозначна (соответственно 0,521 и 0,523). Полнодревесность стволы в естественных и искусственных сосняках Бузулукского бора оказалась совершенно одинаковой (0,523 и 0,524).
Сравним по форме и полнодревесности стволов сосну Костанайских боров [6] и Бузулукского бора. До 0,6 Н числа сбега для сосны Бузулук-ского бора несколько выше, чем у сосны Коста-найских боров, а далее к вершине они выравниваются. Полнодревесность стволов сосны в этих регионах одинаковая (нормальные видовые числа в коре соответственно 0,518 и 0,523), что объясняется сходством в полнотах (0,7 и 0,8). Форма стволов сосны естественного происхождения ленточных боров (по А. Ак. Гурскому) в коре [6] характеризуется большей сбежистостью и меньшей полно-древесностью (нормальные видовые числа 0,480 и 0,523) на 8,8%, что обусловлено пониженной полнотой (0,55) спелых сосняков ленточных боров.
При сравнении формы и полнодревесности стволов без коры (табл. 3) установили следующее:
1. Полнодревесность стволов без коры местной сосны оказалась на 5,2% выше (^ = 0,550), чем в коре (^ = 0,523), что находится в соответствии с данными других авторов.
2. Сравнение формы и полнодревесности стволов местной сосны в коре с данными других регионов (числитель — числа сбега, знаменатель — ошибки средних значений)
Относительные высоты ґ
0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Европейская часть, по В.К. Захарову (1961), при полноте 0,8
140,9 91,6 84,4 78,3 71,8 64,6 55,4 43,3 25,0 0,520
0,61 0,15 0,22 0,22 0,24 0,24 0,26 0,29 0,31
По М.К. Бедику (1965)
130 91,6 84,8 78,4 72,1 63,0 52,8 38,9 21,1 0,519
0,78 0,36 0,38 0,29 0,29 0,36 0,36 0,46 0,41
Европейская часть, по А.С. Головочеву (1966), при полноте 0,8
128,4 93,5 88,1 82,4 75,2 66,0 54,9 40,9 23,3 0,521
Наши данные - Бузулукский бор, при полноте 0,8
131,5 91,5 86,0 79,6 72,0 64,0 53,5 40,4 23,7 0,523
2,9 0,7 0,7 0,9 0,8 0,9 1,0 1,3 1,4 0,008
Культуры Бузулукского бора, полнота 1,0; 48 лет
122,2 92,1 83,6 77,5 71,4 64,4 53,9 40,8 20,6 0,524
1,05 0,32 0,3 0,3 0,5 0,5 0,5 0,8 0,6 0,003
Костанайские боры по А.А. Макаренко (1975), полнота 0,7 [4]
128,7 90,5 83,9 77,8 70,7 62,7 52,9 40,5 23,8 0,518
0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,004
Ленточные боры сосны при средней полноте (0,55), по А.Ак. Гурскому [6
125,8 90,0 82,1 75,0 66,4 57,0 45,1 32,0 16,6 0,480
0,58 0,3 0,3 0,3 0,4 0,5 0,4 0,4 0,3 0,003
3. Сравнение формы и полнодревесности стволов местной сосны без коры с данными других регионов (знаменатель — ошибки средних значений)
Относительные высоты ґ
0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ґП
Ленточные боры, средняя полнота 0,55, по А.Ак. Гурскому (1973)
120,4 94,7 88,0 82,0 73,5 62,8 50,0 34,7 17,0 0,525
0,9 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 0,5 0,4 0,007
Костанавские боры, полнота 0,7, по А.А. Макаренко [6]
123,7 95,2 89,6 83,4 75,8 67,1 56,3 42,8 24,8 0,557
0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,004
Наши данные - Бузулукский бор, полнота 0,8
120,6 93,1 88,6 82,6 75,0 66,7 55,6 41,5 24,2 0,550
2,3 0,5 2,0 0,9 0,8 1,0 1,1 1,4 1,6 0,006
4. Объемы стволов сосны (м3): числитель — по таблицам Н. П. Анучина, знаменатель — рассчитанные по нашему методу
Ступени толщины Разряд высот
II III IV V
12 0,079/0,082 0,076/0,077 0,070/0,071 0,063/0,063
32 0,91/0,92 0,84/0,85 0,79/0,77 0,68/0,67
36 2,98/2,99 2,75/0,280 2,63/2,59
2. Полнодревесность стволов сосны в Бузулук-ском бору на 4,6% выше, чем в ленточных борах (нормальные видовые числа 0,550 и 0,525), что обусловлено также различием в полноте.
3. Показатели формы и полнодревесность стволов сосны без коры Бузулукского бора практически равнозначны Костанайским борам Казахстана.
Из приведенных данных следует, что форма и полнодревесность ствола в спелых сосняках в большей степени обусловлены полнотой (густотой) древостоев, чем региональными условиями их произрастания.
По числам сбега (0; 0,05Н; 0,2Н; ... . 0,95Н) получено уравнение образующей стволов сосны Бузулукского бора: ^ = 68,805 + 113,514 • х2 — 487,074 • х3 + 555,418 • х4 - 250,256 • х5 - 13,2646 • 1п х, при Я = 0,9999.
Рассчитанные объемы стволов сосны с использованием данного уравнения сведены в таблицу 4.
Как видно, различия в объемах незначитель-
ные и находятся в пределах от — 1,5 до + 3,8% (12 ступень II разряда). По всем ступеням и разрядам высот (приведенным в таблице 4) ошибка составила в среднем ±0,5%.
Таким образом, разработанный нами метод обеспечивает нахождения объемов стволов с достаточной точностью при значительно меньшем объеме полевых и камеральных работ.
Литература
1 Анучин, Н. П. Лесная таксация: учебник для вузов. 6-е изд. М.: ВНИИЛМ, 2004. С. 156—183.
2 Бедик, В. Н. Форма и полнодревесность стволов // Лесное хозяйство. 1965. № 4. С. 24—25.
3 Головачев, А. С. Средняя форма стволов сосны и определение нормальных видовых чисел // Лесной журнал. 1966. № 2. С. 20—25.
4 Гурский, А. Ан. О составлении и точности объемных таблиц при средней форме стволов / А. Ан. Гурский, А. Ак. Гурский // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. тр. Вып. 8. Брянск, 2004. С. 23—26.
5 Захаров, В. К. Лесная таксация. М.: Высшая школа, 1961. С. 13—22.
6 Макаренко, А. А. Форма стволов сосны Казахстана // Сб. науч. тр. КазНИИЛХА. Т. IX. Алма-Ата, 1975. С. 316—329.
