CC BY
22
1. Л1СОВЕ ТА САДОВО-ПАРКОВЕ ГОСВОДАРСТВО
УДК 630*624:630*64 Ст. викл. Ю.Й. Каганяк, канд. с.-г. наук -
НЛТУ Украши
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОДУКТИВНОСТ1 Р1ЗНОВ1КОВИХ БУКОВИХ ДЕРЕВОСТАН1В У КАРПАТАХ
Проведено короткий огляд методiв таксацп рiзновiкових деревостанiв. Оп-рацьовано моделi динамiки основних таксацшних показникiв рiзновiкового букового деревостану у Карпатах. Здшснено порiвняльний аналiз вибiркового та лiсосiчного господарств. Показано, що вибiркове господарство на 20-30 % продуктивнее вiд ль сосiчного. На основi величини запасу найстаршого поколшня букового деревостану запропоновано регулювати головне користування вибiркового господарства.
Ключов1 слова: продуктивнють, поколiння лiсу, рiзновiковий деревостан, бук, модель, оптимiзацiя, вибiркове господарство, об^ рубання.
Senior teacher Yu.Yo. Kaganyak - NUFWT of Ukraine Modeling of efficiency of uneven-age beechen forest stands in Carpathians
The brief review of methods of valuation of uneven-age forest stands is made. It is developed models of dynamics main taxation parameters of uneven-age beechen forest stands in Carpathian Mountains. The comparative analysis selective and felling facilities are made. It is shown, that a selective facilities on 20-30 % productive from felling. It is offered on the basis of size of a stock most old generation of a beechen forest stand to adjust the main using a selective facility.
Keywords: efficiency, generations of a wood, uneven-age a forest stand, a beech, model, optimization, a selective facilities, a revolution of cabin.
Еколопчна ситуащя Карпатського регюну актуашзуе пошуки придат-них шлях1в люокористування. Як виявилося, люоЫчна форма ведения люово-го господарства не забезпечила ефективне використання кшматорегулюваль-ноi функци люу. Мораторш на суцшьш рубання у Карпатах е шдтверджен-ням цьому i одночасно правовою передумовою переходу до шших форм господарства. Модель вибiркового господарства придатшша для оргашзаци ль сокористування у регюш. Вибiрковi рубання дають позитивний ефект для прискореного нагромадження запасу, особливо освггленою частиною деревостану. За результатами шституту люу (м. Брно, Чехiя), поточний прирют
зростае на 30-50 %. Проф. Бланкмейстер (ФРН) вважае вибiркове господар-ство продуктившшим, нiж лiсосiчне [3].
Вщмшшсть мiж моделями користування в госпсекщях одно- i рiзновi-кових деревосташв вимагае обгрунтування нормативiв продуктивностi. 1х по-будова пов'язана iз зазначеною специфiкою рiзновiкових насаджень. Моде-лювання продуктивностi рiзновiкових деревостанiв вимагае врахування 1х особливостей. Такi деревостани утвореш двома категорiями дерев (освггле-ними та затшеними). Загальна продуктивнiсть осв^лено! частини деревоста-ну « в 4 рази перевищуе затiнену. Дерева, котрi потрапляють у зону освгглен-ня збiльшують ширину рiчного шару. Якщо в дерева пiсля освгглення прирiст не збiльшуеться, його зараховують до стадiйно старого (зi сповшьненим ростом), що е шдставою до рубання. Решта деревостану утворюють дерева вшь-ного росту, як не досягли експлуатацiйних розмiрiв. Зниження вщносно! повноти до 0,6 вважають критичною межею, за якою зростае ризик втрати деревостаном характерних властивостей.
Методика дослiдження та моделювання процесу. Загальноприйня-тою е думка щодо використання диференцшно! таксаци для оцiнки рiзновiко-вих деревосташв з видшенням поколiнь лiсу. Н.Г. Косарев, М.П. Анучш, П.М. Верхунов встановили вiрогiдний зв'язок мiж розмiрами стовбурiв дерев та 1х вжом [1, 2, 4].
Аналiз таксацшних показникiв рiзновiкових деревостанiв бука у Карпатах також шдтверджуе наявшсть кореляцп (~0,8) мiж вiком окремих поко-лiнь лiсу та 1х середньою висотою. Якщо виразити вж i середню висоту кожного поколшня деревостану в частках вщ одиницi найстаршого, тодi залеж-шсть мiж ними описуеться графiком, який прошюстровано на рис. 1.
1,00
к
о
Е 0,80
.13
ю
н
ё 0,40
ю «
X 0,20
<и а
0,00
О
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
Середнш впс поколшня люу (вщносний)
Рис. 1. Залежшсть мiж вжом та середньою висотою поколтьу риновжовому
буковому деревосташ
Трапляються випадки, коли боштет молодшого поколшня не збь гаеться з найстаршим. Такий збiг виникае з двох причин. По-перше, до вжо-вого поколшня приеднано дерева з шших клаЫв вiку. Ймовiрнiсть зростае, якщо рiзниця у вiцi мiж поколшнями велика. По-друге, поколiння лiсу характеризуются затримкою (прискоренням) росту в певш промiжки часу через несприятливi (сприятливими) кдiматичнi умови.
Для встановлення оптимального спiввiдношення висот з бази даних вибрано деревостани, в яких трапляеться не менше трьох поколшь i пiдрiст. Середню висоту рiзновiкового букового деревостану описано моделлю 1. Величину середнього дiаметра знаходимо залежно вiд вiку, повноти та боштету. Апроксимацiю середнього дiаметра проводимо опосередковано через Б -И-1 з подальшим множенням на середню висоту. Остаточно модель описуеться рег-ресшним рiвнянням 2, а середне видове число - рiвнянням 3. Запас рiзновiко-вого деревостану е функщею середньо! висоти з диференщащею за бонiтетами, скоригованим на вiдносну повноту. Модель запасу апроксимовано за формулою 4. Показники вщпаду (середш висоту та дiаметр) описано моделями 5-6.
Н = Б-
с а2'959-°=2792-ш(а) ^1,0125
А 2,959-0,2792• ЬМ (АБ) Ап
В = (0,0017 - Б + 0,0279) - ЕХР{0,9985 - П} - Н- А1'479-Б-0,241 -а251-п ^ = (0,6783 + 0,4707 - В) - В-1'0323 + 0,125 - Н"°'8945,
М = П- (0,027 - Б +1,2189) Н2Д4-а°94-ЬМ(ННооу^я)2, Н = (0,3119 - 0,0007- Б)- Н1' В = (0,2944 - 0,013- Б)- В1
1,4029-0,0021- Б
1,3289-0,0006-Б
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Наступним етапом визначено оптимальну кшьюсть вшових поколшь i максимальну вiдносну повноту деревостану, яка забезпечуе необхщне за кiлькiстю природне поновлення. Вщносна повнота деревостану пiсля вирубу-вання стиглого поколiння мае коливатися в межах 0,6-0,8 одиниць (рис. 2). Це забезпечуе необхщну кшьюсть шдросту (10-15 тис. шт./га) та прос^р для росту молодшого поколшня бука.
25000
20000
й
¡3 15000 <Й
<3 10000
н
о
^
(-Н 5000
о
О о
1 ) о о о о его
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
Вщносна повнота
Рис. 2. Зв'язокмiж ктьтстю мдросту i вiдносною повнотоюрЬновшового
букового деревостану
Буковий деревостан у вщ рубання повинен характеризуватися вщнос-ною повнотою не менше 0,8. Тодi вибiрка за запасом 0,2 одинищ забезпечить сприятливий свггловий режим тд наметом для поновлення.
Починаючи приблизно з 5-го класу вшу (20-рiчнi класи) найстаршого поколiння, кшьюсть пiдросту дорiвнюе 15000 шт/га. Отже, беручи до уваги вш найстаршого поколшня, достатнього поновлення будемо очшувати не ра-нiше 100-го вшу.
За Н.Г. Косаревим [4], рiзниця у вiдсотках мiж поколiннями мае ста-новити 30-50 % для достовiрноl рiзницi середнiх висоти та дiаметра сумiж-них поколiнь. Якщо цю рiзницю взяти за 30 %, то можливо видiлити 4 поколшня, 40 % - три поколшня, 50 % - два поколшня в рiзновiковому деревоста-ш. Для чотирьох поколшь при рiзному вiцi рубання нормальне сшввщношен-ня абсолютного вiку поколiнь у деревосташ подано у табл. 1.
Табл. 1. Абсолютний ви< поколшь букового деревостану
В1к рубання, рок1в Об1г рубання, рок1в Абсолютний в1к поколшня, рошв
першого другого третього четвертого
100 30 100 70 40 10
120 36 120 84 48 12
140 42 140 98 56 14
160 48 160 112 64 16
Отже, необхщна рiзниця у вщ повинна становити 30-50 % вщ вiку найстаршого поколшня. При бшьшш рiзницi видiляемо 3-е поколшня i т. д. Такий шдхщ пiдтверджено експериментально. Рiзними авторами оптимальною кшьюстю поколiнь приймаеться 3-4 (з врахуванням шдросту). Реально в Карпатах таю буковi деревостани юнують. У табл. 2, 3 подано результата 1х статистичного оброблення.
Табл. 2. Шкова структура поколшь букових деревосташв
КЛльюсть вшових поколшь (сумшт) Пзниця в1ку м1ж поколшнями (ввдносна)
0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 1 бшьше
2 (1 1 2) 0,9 3,7 6,7 9,2 13,6 12,4 13,6 12,4 8,5 9,7 9,2
3 (1 1 2) 2,2 2,8 6,2 9,0 9,0 11,2 13,5 12,4 16,3 10,7 6,7
3 (2 1 3) 4,0 8,4 15,7 12,4 16,9 11,8 10,7 7,3 5,6 3,4 4,0
4 (1 1 2) 18,8 18,8 25,0 25,0 6,3 6,3
4 (2 1 3) 18,8 25,0 18,8 25,0 6,3 6,3
4 (3 1 4) 12,5 6,3 18,8 25,0 18,8 6,3 6,3 6,3
При зростанш кшькост поколшь у деревосташ рiзниця у вщ мiж ними зменшуеться. Для деревостану з 2-х поколшь вона становить 45 %, з 3-х -40 %, з 4-х - 30 %, з 5-ти - 13 %.
Необхiдним елементом побудови нормативiв продуктивностi рiзновi-кових деревостанiв е оптимiзацiя пропорци (перерозподiл запасу) мiж видше-ними вiковими поколiннями при врахуванш наявностi одночасно вiд 2-х до 4-х поколшь. Основною умовою е не зниження головного користування в час за запасом у межах деревостану. Запас найстаршого поколшня не доцшьно формувати менше шж 30 м /га. Оптимiзувати пропорцiю мiж запасом поколшь люу, з врахуванням сказаного вище, можна на основi аналггичного вира-зу 7.
Табл. 3. Основт статистики вжовоХ структури поколть деревосташв бука
Кшьшсть вшових поколшь (сумшт поколшня) Хс ст Шу Х . Х ^шах
Два в1ков1 поколшня (1 1 2) 0,44 0,13 0,05 0,13 0,76
Три в1ков1 поколшня (1 1 2) 0,45 0,13 0,05 0,13 0,74
Три в1ков1 поколшня (2 1 3) 0,37 0,13 0,05 0,09 0,70
Чотири в1ков1 поколшня (1 1 2) 0,29 0,09 0,03 0,13 0,49
Чотири в1ков1 поколшня (2 1 3) 0,25 0,08 0,02 0,15 0,42
Чотири в1ков1 поколшня (3 1 4) 0,34 0,12 0,04 0,15 0,56
П'ять вшових поколшь (1 1 2) 0,13 0,00 0,00 0,13 0,13
П'ять вшових поколшь (2 1 3) 0,13 0,00 0,00 0,13 0,13
П'ять вшових поколшь (3 1 4) 0,13 0,00 0,00 0,13 0,13
П'ять вшових поколшь (4 1 5) 0,13 0,00 0,00 0,13 0,13
'41 ^
М(П,и) = х ■ ЕЕ
V}=2 >=и .
З . М (П,ц) , Ми Звiдси х = -—--<т, ч =
1
М
(7)
4
ЕЕ
V } =2 ¿=и ,
де: х - запас найстаршого поколшня; и - вiк рубання.
Результати дослщження. Результати табуляци моделей динамши се-реднiх висоти, дiаметра та видового числа рiзновiкових букових деревосташв у Карпатах подано у табл. 4.
Табл. 4. Динамжа середн1х показнитв рiзновiкового букового деревостану
при вiдноснiй повнотi 1,0
Вк, рошв Класи боттету
1В 1А I II 1В 1А I II Ю !А I II
Се редня висота, м Середнш д1аметр, см Середне видове число
20 5,9 5,3 4,7 4,1 4,4 3,8 3,3 2,8 0,623 0,649 0,681 0,721
40 17,0 15,2 13,5 11,8 16,2 14,4 12,6 11,0 0,478 0,486 0,495 0,507
60 26,0 23,4 20,7 18,1 28,9 25,8 22,9 20,0 0,450 0,455 0,461 0,467
80 32,3 29,0 25,7 22,4 40,0 35,9 31,9 28,2 0,438 0,442 0,447 0,452
100 36,3 32,6 28,9 25,2 48,8 44,0 39,3 34,8 0,432 0,436 0,440 0,444
120 38,6 34,7 30,8 26,8 55,6 50,2 45,0 40,1 0,429 0,432 0,435 0,439
140 39,8 35,7 31,7 27,6 60,6 54,9 49,3 44,1 0,427 0,430 0,433 0,437
160 40,1 36,0 31,9 27,8 64,2 58,2 52,5 47,0 0,425 0,428 0,431 0,435
180 39,8 35,7 31,7 27,6 66,6 60,5 54,7 49,1 0,425 0,427 0,430 0,434
200 39,1 35,1 31,2 27,2 68,1 62,0 56,1 50,5 0,424 0,427 0,430 0,433
Розрахунок запасу найстаршого поколшня при рiзнiй вщноснш повно-т рiзновiкового букового деревостану i рiзному вiцi рубання подано в табл. 5. Розраховане оптимальне сшввщношення запасу в деревостанi, який складаеться iз 4-х поколiнь, е нормативною основою регулювання головного користування вибiркового господарства та забезпечуе не спадання маси головного користування в чаЫ.
Аналiз результатiв дослщження. Аналiз ходу росту за висотою мо-дельних дерев дав результати, дещо вiдмiннi вiд даних у одновшових дере-востанах. Особливiстю динамши середньо! висоти е повiльнiший темп росту на початковш стади i перевага пiсля переходу у верхнш намет у рiзновiкових
деревостанах. Близьюсть темпiв росту за дiаметром мiж одновiковими дере-востанами та вжових поколiнь рiзновiкових букових насаджень зникае в мiру достигання дерев бука.
Табл. 5. Вплив вшу рубання та вiдносно'i повноти деревостану на величину _запасу найстаршого поколшня лку (х)_
Боттет В1к рубання, рок1в Ввдносна повнота деревостану
1,0 0,8 0,6
1В 160 297 238 178
140 290 232 174
120 277 222 166
1А 160 250 200 150
140 244 195 146
120 233 186 140
I 160 206 165 124
140 200 160 120
120 191 153 115
II 160 165 132 99
140 160 128 96
120 153 122 92
III 160 127 102 76
140 123 99 74
120 117 94 70
IV 160 93 74 56
140 90 72 54
120 85 68 51
Для порiвняння наводиться таксацшна характеристика рiзновiкового деревостану бука 1А боштету (табл. 6). Для вшу стиглост 160 роюв видiлено 4 цикли головного користування. Тому для рiзновiкового деревостану ефект за запасом скориговано на 4 цикли впродовж об^у рубання.
Табл. 6. Таксацшш показники рiзновiкового б укового деревостану 1А боштету
Вк, рошв Середня висота, м Запас, м3/га Загальна продуктившсть, м3/га Поточний приршт, м3/га
160 36,0 243 288 0,2
112 34,0 227 263 1,1
64 24,7 151 167 3,1
16 3,5 6 5 0,8
Загальна концентращя запасу у рiзновiковому деревостанi бука впродовж 160 роюв дорiвнюе сумi запасу 4 поколшь i потроеному добутку запасу найстаршого поколшня: 628 + 3-243 = 1357 м3/га. Головне користування рiвне: 4-243 = 973 м3/га. Загальна продуктившсть дорiвнюе: 723 + 3-243 + 3-45 = = 1587 м /га. Сумарний поточний прирют за 4 цикли становитиме: 4 - 5,2 = = 20,8 м3/га.
Якщо результати порiвняти iз головним користуванням одновжового 160^чного букового деревостану, тодi позитивний ефект складатиме 973 -- 789 = 183 м /га або бшьше на 23 %.
Для порiвняння наводимо результати (за Гергардтом) для рiзновiкових букових деревосташв [3]. У 140 роюв деревостан I боштету характеризуеться поточним приростом 6,7 м3/га, II боштету - 5,3 м3/га. При зниженш вщносно!
3
повноти до 0,6 в деревосташ II боштету прирют зростае до 6,96 м /га (за С. Недялковим). Якщо в 120 роюв деревостан I боштету зрщити до повноти 0,83, прирют становитиме 13,1 м3/га, а II боштету при повнот 0,86-8,6 м3/га.
Висновки. Внаслiдок моделювання розраховано нормативи продук-тивностi для рiзновiкових букових деревостанiв у Карпатах. На основi цих нормативiв запропоновано споЫб лiмiтування головного користування у ви-бiрковому господарствi за наявност або формування в перспективi чотирьох поколшь люу. Лiмiти запасу е нормативною основою регулювання головного користування, результатом дотримання яких е досягнення сталост користування стиглим люом. Загалом, органiзацiя вибiркового букового господар-ства в Карпатах за рахунок зростання штенсивност користування приводить до зростання продуктивност на 20-30 %, порiвняно з лiсосiчним.
Лiтература
1. Анучин Н.П. Таксация и устройство разновозрастных лесов. - М.: Лесная пром-сть, 1969. - 64 с.
2. Верхунов П.М. Вопросы оптимизации лесопользования в связи с возрастным строением лесов// Лесная таксация и лесоустройство: Межвуз. сб. науч. тр. - Красноярск: КПИ, 1983. - С. 12-18.
3. Воропанов П.В. Лекции по лесной таксации/ Брянская областная типография управления по печати. - Брянск, 1965. - Ш часть. 2-я книга: Таксация массива. - 476 с.
4. Косарев Н.Г. К вопросу об особенностях таксации разновозрастных пихтовых насаждений Кузнецкого Ала-тау и Салаирского кряжа// Лесная таксация и лесоустройство/ III раздел/ Межвуз. научн. тр. по л/х. - Красноярск: Сиб. технолог. инст., 1974, вып. 3. - С. 6-12.
УДК 630*56 Асист. М.М. Король1, канд. с.-г. наук;
асист. Р.Р. Вицега2 - НЛТУ Украти
МОДЕЛ1 РОСТУ СМЕРЕКОВОГО ДЕРЕВОСТАНУ
Ощнка росту дерев, а також визначення форми дерев i вихщ сортименпв за-лежно вщ проведення господарських заходiв у насадженш е важливим ^m^ieM, що вказуе на правильшсть i яюсть передбачуваних роб^ за веденням догляду за люом. Описаш моделi росту дерев ялини европейсько'1 в Укра'шських Карпатах. Для дослщ-ження використано матерiали 80 пробних площ та 250 модельних дерев з повним аналiзом ходу росту. Запропоноваш моделi базуються на експоненщальних, лопс-тичних та диференщальних рiвняннях.
Ключов1 слова: модель росту, модель зб^ стовбура, прир^, ялиновий деревостан.
Assist. M.M. Korol; assist. R.R. Vytseha - NUFWT of Ukraine Growth model of spruce stands of Ukrainian Carpathians
Estimation of growth of trees, and also determination of form of trees and output of timber, depending on conducting of economic measures in planting is important criterion which specifies on a tightness and quality of the designed works on the conduct of care of forest. In work the patterns of growth of fir-tree are described European in Ukrainian Carpathians. For research material is used 80 sample plots and 250 model trees with the thorough analysis of motion of growth. The offered models are based on exponential, logistic and differential equalizations.
Keywords: growth model, model of sbega trunk, increase, spruce stands.
1 korol@forest.lviv.ua
2 ruslan@forest.lviv.ua
