CC BY
21
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет УкраУни
УДК 630*5:582.632.1(477) Астр. В.1. Блищик; асист. 1.П. Лакида,
канд. с.-г. наук - НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Ктв
МОДЕЛЮВАННЯ РОСТУ У ВИСОТУ В1ЛЬХОВИХ ДЕРЕВОСТАН1В ПОРОСЛЕВОГО ПОХОДЖЕННЯ УКРАШСЬКОГО ПОЛ1ССЯ
Розроблено математичш моделi ходу росту у висоту деревосташв вiльхи клейко! порослевого походження Полюся Укра!ни. Унаслiдок вирiвнювання середнiх висот з нормативiв росту М.В. Давидова отримано динамiчну бонiтетну шкалу порослевих вшьшняюв, адаптовану до боштетно! шкали М.М. Орлова, яку надалi буде використано у групуванш експериментальних даних для моделювання ходу росту за шшими такса-цiйними показниками модальних насаджень вiльхи клейко! в Укра!нському Полiссi.
Ключовг слова: вiльха клейка, таблиц ходу росту, середня висота, бонiтет, мате-матичнi моделi, Полюся.
Стале управлшня люами передбачае таке ведення люового господарства 1 використання люових ресуршв, яю дають змогу зберегти не тшьки продуктив-нють л1с1в, але й посилити !х еколопчш функцп, естетичну та рекреацшну цш-нють, бюлопчне та ландшафтне р1зномашття. Реал1защя цих завдань потребуе вдосконалення системи обл1ку та оцшки л1с1в.
Система шформацшного забезпечення люово! галуз1 Укра!ни скла-даеться з нормативно-правових докуменпв, наукових розробок тощо. До такса-цшних норматив1в вщносять 1 таблиц ходу росту (ТХР) модальних деревосташв, яю характеризують сучасний стан переважаючих середньоповнотних насаджень та дають змогу оцшити результати ведення господарства.
Продуктивнють, особливост росту та прогноз динамжи таксацшних по-казниюв деревосташв вшьхи клейко! дослщжували багато л1с1вниюв (В.Ф. Ба-гшський [1], М.В. Давидов [3, 4], М.1. Калшш [5], А.Е. Оборська [8, 9], В.П. Пастернак, В.1. Стороженко [10], С.Г. Поляков [11], Н.В. Ромашов [12] та шш1). Проте в Укра!ш для таксацп вшьхових насаджень використовуються лише таблищ ходу росту 1 динамжи товарносп насаджень М.В. Давидова [7].
Упродовж останшх роюв в Укра!ш проведено дослщження та розроблено ТХР модальних насаджень для головних люотв1рних порщ, зокрема й для вшьхи клейко!. Однак продуктивнють деревосташв надто вар1юе залежно вщ географ1чних, кшматичних та шших умов. Зважаючи на це, актуальною е роз-роблення системи моделювання прогнозу росту порослевих вшьшняюв Укра-!нського Полюся.
Мета досл1дження - розробити модел1 ходу росту у висоту деревосташв вшьхи клейко! порослевого походження Полюся Укра!ни та побудувати на !х основ1 динам1чну боштетну шкалу.
Матер1али та методика досл1дження. Бшьшють таблиць ходу росту модальних насаджень, яю застосовують у люовпорядкуванш, розроблеш з вра-хуванням сутносп статистичного та анал1тичного метод1в. Для дослщження ди-намжи середньо! висоти за основу було взято анал1тичний шдхщ. При цьому параметри моделей встановлювали за допомогою регресшних залежностей.
Зважаючи на люорослинш умови, у яких зростае вшьха клейка (сир1 та мокр1 вшьшини 1 сувшьшини), та попередш дослщження ще! деревно! породи [4,
1Наук. кер1вник: проф. П.1. Лакида, д-р с.-г. наук
8, 9, 10], групування експериментальних даних здшснювали на бонiтетнiй основi з урахуванням типологiчних особливостей росту деревостанiв. Як вихщш данi для моделювання ходу росту за висотою були використаш нормативи росту по-рослевих деревосташв вiльхи клейко!, як розробив М.В. Давидов у 1960 р. [7].
Результати дослщження. Побудову таблиць ходу росту розпочато iз моделювання динамжи середньо! висоти. Деякi дослiдники вважають [2, 6, 14], що моделювання динамжи таксацiйних показникiв деревостану доцшьно почи-нати з верхньо! висоти (висота найбшьших дерев). Однак у виробничш практи-цi верхня висота практично не застосовуеться, пiд час розроблення нормативно-довiдкових даних найчастше користуються середньою висотою.
Середня висота деревостану е одним iз основних таксацшних парамет-рiв, у тюнш залежностi з яким перебувають майже вс iншi таксацiйнi показни-ки (середнш дiаметр, сума площ поперечних перерiзiв, запас).
Пiд час побудови боштетно! шкали насамперед необхiдно обгрунтувати базовий вiк, який буде використовуватись для розрахунюв. А.З. Швиденко та iншi [13, 15] за базовий приймають вiк, за якого стабЫзуеться рiст дерева у ви-соту (для швидкоростучих порiд - 50 роюв). В.Ф. Багiнський [2] за базовий вж пропонуе брати останнш рiк класу пристиглих насаджень чи середину класу стиглих. Враховуючи, що рубки головного користування у вшьхових люах по-чинають з 61 року, а також бюеколопчш властивосп вiльхи клейко!, за базовий вж прийнято 50 рокiв.
Як вихщш данi для побудови динамiчно! боштетно! шкали були використаш середш висоти за боштетами iз таблиць ходу росту порослевих вшьхових деревосташв [7]. Для зручносп моделювання i зменшення мiнливостi досль джуваного показника, було здiйснено перехiд вщ середнiх до вiдносних висот:
п
П в'дн = -п—, (1)
к50ба3
1 вдн ■ г ■
де: па - вщносне значення висоти у вiцi а-роюв; па - середня висота у вщi а-роюв, м; И5оаз - середня висота у базовому вщ 50 рокiв, м. Середня висота у базовому вщ 50 роюв для 1а, I, II i III клaсiв боштету вiдповiдно становить 25,9; 22,9; 18,6 та 16,9 м [7]. За формулою (1) для кожного класу боштету (Г - III) роз-рахували вщносш висоти, якi нанесли на графж для унаочнення отриманих результата (рис. 1).
Очевидно, що кривi всiх бонiтетiв у 50^чному вiцi перетинаються в од-нiй точцi, де !х вщносна висота дорiвнюе 1.
За даними повидшьно! бази ВО "Укрдержлiспроект", II клас бонiтету е переважаючим для порослевих вшьшняюв регiону дослiджень (57 % вщ загаль-но! площ^, тому за основу для моделювання прийняп вiдноснi висоти цього класу. Вщсутшсть зaдовiльних результaтiв у !х вирiвнювaннi функцiею росту, спонукала до моделювання абсолютних висот. Використовуючи ростову фун-кщю Бертaлaнффi [16], отримали математичну модель для середнiх висот II класу боштету:
Ип = 24,41- (1 - ехр(-0,02686 • А))0,8705, (2)
де: Ип - середня висота II класу боштету, м; А - вж насадження, роюв.
Нащомальмий лкотехшчний унiверситет Укршми
Рис. 1. Вiдноснi висоти 1 - III класу боштету за ТХР М.В. Давидова [7]
Оскшьки подання вихщних даних в абсолютних величинах не зручне для наступно! апроксимаци й ан^зу 11 результатiв, подiливши перший коефь щент формули (2) на змодельовану середню висоту в 50^чному вiцi (18,8 м) знову перейшли до вiдносних величин, а модель (2) набула виду:
ИИ = 1,3013 • (1 - ехр(-0,02686 • А))0>8705 (3)
Наведене рiвняння (3), адекватно описуе хщ росту за висотою II класу боштету i лягло в основу створення бошгетно! шкали. Для того, щоб побудува-ти кривi вщносних висот Т, I, III i IV класiв бонiтету використали середню величину мiжбонiтетного iнтервалу. Даш для його розрахунку отримали з графжа вiдносних висот (рис. 1), а по™ описали математичною моделлю - полiномом 4-го порядку:
АН = (0,0369-0,61 10-3 • А -0,18 • 10-4 • А2 + 0,44•Ю-6 • А3 -0,23 •Ю-8 • А4)-И'50, (4)
де А И - величина мiжбонiтетного штервалу, м; И50 - середня висота певного класу боштету у базовому вщ 50 роюв, м. Додаючи до (вщшмаючи вiд) рiвнян-ня (3) величину мiжбонiтетного iнтервалу (для Г i IV класiв бонiтету - под-вiйну), отримуемо кривi вщносних висот усiх бонiтетiв (рис. 2).
Перехщ вiд вiдносних до абсолютних показниюв здiйснили на основi ба-зових значень середньо! висоти за шкалою М.М. Орлова для порослевих дере-восташв у вiцi 50 роюв, яю становили для Г, I, II, III i IV клаЫв бонiтету вщпо-вiдно 25,5; 22,4; 19,25; 16,1 та 13,0 м.
Внаслщок проведених дослщжень отримали рiвняння для прогнозу росту за середньою висотою в порослевих деревостанах вшьхи клейко! Укра1нсь-кого Полюся:
И1 = 1,3013 • (1 - ехр^ (-0,02686 • А))0'8705 • И50 + (7 - к) • АН, (5)
де И - середня висота певного класу боштету, м; к - код класу боштету (Г - 5, I - 6, II - 7, III - 8, IV - 9). Порiвняння отримано! моделi росту у висоту порослевих вшьхових деревосташв Украшського Полюся та середшх висот клаЫв боштету за ТХР М.В. Давидова наведено на рис. 3.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
BiK, рокАв
Рис. 2. Результати моделювання eidHOCHUx висот порослевих вшьхових деревосташв Укратського Полся
BiK, рсшв
Рис. 3. Порiвняння середн1х висот f - III клаав боштету за ТХР М.В. Давидова (пунктирш лти) та динамiчноi боштетно'1 шкали (суцльш лти)
Аналiзуючи рис. 3, варто зазначити, що динамка середтх висот за роз-робленою боштетною шкалою i за матерiалами дослщжень М.В. Давидова [7] подiбна, оскшьки саме його нормативи були використанш як вихщт дат. Вщ-мшносл мiж загальнобонiтетною шкалою М.М. Орлова i отриманою боштет-ною шкалою зображено на рис. 4.
Рис. 4 св^ить, що для вшьхових деревосташв порослевого походження Укра!нського Полюся характерний штенсивний рiст у молодому вщ та його уповiльнення у старшому. Таку закономiрнiсть встановив М.В. Давидов для на-саджень вшьхи клейко! Свропейсько! частини СРСР [4], а також зазначили у сво!х роботах А.Е. Оборська [8] та В.П. Пастернак i В.1. Стороженко [9, 10].
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет Украши
Рис. 4. Вiдмiнностi мiж загальнобонтетною
(1-5 - середш висоти 1а, II, III, IV клаав бонтету вгдповгдно) та динам1чною бонтетною шкалою (6-10 - середш висоти 1- IVклас\в бонтету)
Висновки:
1. Деревостани вшьхи клейко! порослевого походження Укра!нського Пол1сся вiдрiзняються за сво!ми таксацшними характеристиками в1д тих, якi наведено у таблицях ходу росту нормальних (повних) насаджень i застосову-ються у лiсовпоряднiй практицi. Отже, вони потребують розроблення окре-мих нормативiв для !х таксацi!.
2. Розроблет математичнi моделi дають змогу з досить високою точнiстю оцiнити динам1ку росту за висотою вiльхових деревосташв регiону досл1-джень.
3. Внаслщок вирiвнювання середнiх висот з ТХР М.В. Давидова отримано ди-намiчну бонiтетну шкалу порослевих вiльшнякiв, адаптовану до бонiтетно! шкали М.М. Орлова, яку надалi можна використовувати у групуванш ек-спериментальних даних для моделювання ходу росту за шшими такса-цiйними показниками модальних насаджень вшьхи клейко! в Укра!нському Полка.
Лггература
1. Багинский В.Ф. Лесопользование в Беларуси / В.Ф. Багинский, Л. Д. Есимчик. - Минск : Изд-во "Беларуская навука", 1996. - 367 с.
2. Багинский В.Ф. Повышение продуктивности лесов / В.Ф. Багинский. - Минск : Изд-во "Ураджай", 1984. - 136 с.
3. Давидов М.В. Особенности роста черноольховых насаждений / М.В. Давидов // Лесное хозяйство : журнал. - 1976. - № 8. - С. 43-45.
4. Давидов М.В. Чорна вшьха Свропейсько! частини СРСР / М.В. Давидов. - К. : Вид-во Укра!нсько! акад. с.-г. наук, 1960. - 116 с.
5. Кашнш М.1. Продуктивнють деревосташв з участю вшьхи чорно! в Укра!нському Полюс / М.1. Калшш // Лшвництво 1 агролюомелюращя : зб. наук. праць. - Харюв : Вид-во УкрНД1ЛГА. - 2000. - Вип. 97. - С. 48-51.
6. Матузанис Я.К. Модель хода роста еловых насаждений / Я.К. Матузанис, Я.К. Тауриньш // Текущий прирост древостоев и его применение в лесном хозяйстве. - Рига : Изд-во "Зинатне", 1972. - С. 135-138.
7. Нормативно-справочные материалы для таксации лесов Украины и Молдавии / под ред. А.З. Швиденко и др. - К. : Вид-во "Урожай", 1987. - 560 с.
8. Оборська А.Е. Моделювання динам^ середньо! висоти модальних деревосташв вшьхи клейко! Захщного Полюся Укра!ни / А.Е. Оборська // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 20.1. - С. 63-67.
9. Оборська А.Е. Особливосп росту та прогноз динамжи таксацшних показниюв модальних деревосташв в^хи клейко! Захщного Полюся : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук : спец. 06.03.02 - "Люовпорядкування та люова таксащя" / А.Е. Оборська. - К., 2012. - 22 с.
10. Пастернак В.П. Особливоси росту вшьхових деревосташв середньо! течи Оверського Дшця / В.П. Пастернак, В.1. Стороженко // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 147. - С. 246-251.
11. Поляков Е.Г. Производительность, особенности роста и способы разведения черной ольхи в условиях Украинского Полесья : автореф. дисс. на соискание учен. степени канд. с.-х. наук: спец. 06.03.02 - "Лесоустройство и лесная таксация" / Е.Г. Поляков. - Харьков, 1964. - 22 с.
12. Ромашов Н.В. Производительность и сортиментная структура черноольховых насаждений в различных лесорастительных зонах УССР / Н.В. Ромашов // Лесоведение и лесоводство. - Харьков : Изд-во УкрНИИЛХА, 1964. - С. 18-26.
13. Семечкин И.В. Общие таблицы хода роста и биологической продуктивности полных ("нормальных") насаждений сосны кедровой сибирской / И.В. Семечкин, А.З. Швиденко, Д.Г. Щепащенко // Лесная таксация и лесоустройство. - 2005. - № 1(34). - С. 7-27.
14. Свалов Н.Н. Методы составления таблиц классов бонитета / Н.Н. Свалов // Лесное хозяйство : журнал. - 1967. - № 6. - С. 46-49.
15. Швиденко А.З. Система моделей роста и динамики продуктивности лесов России (таблицы хода роста) / А.З. Швиденко, Д.Г. Щепащенко, С. Нильссон, Ю.И. Булуй // Лесное хозяйство : журнал. - 2003. - № 6. - С. 34-38.
16. Shvidenko A. Semi-empirical models for assessing biological productivity of Northern Eurasian forests / A. Shvidenko, D. Schepschenko, S. Nilsson, Y. Bouloui // Ecological Modelling. -2007. - Vol. 204. - Pp. 163-179.
Блыщик В.И., Лакида И.П. Моделирование роста в высоту чернооль-ховых древостоев порослевого происхождения Украинского Полесья
Разработаны математические модели хода роста в высоту древостоев ольхи клейкой (черной) порослевого происхождения Полесья Украины. В результате выравнивания средних высот согласно нормативам роста М.В. Давыдова получена динамическая бонитетная шкала порослевых ольшаников, адаптированная к бонитетной шкале М.М. Орлова, которая в дальнейшем будет использована при группировании экспериментальных данных для моделирования хода роста по другим таксационным показателям модальных насаждений ольхи клейкой в Украинском Полесье.
Ключевые слова: ольха клейкая, таблицы хода роста, средняя высота, бонитет, математические модели, Полесье.
Blyshchyk V.I., Lakyda I.P. Height growth modeling of black alder stands of vegetative origin in Ukrainian Polissya
Height growth mathematical models for black alder stands of vegetative origin of Ukrainian Polissya were developed. As a result of modeling of average height according to reference materials after M.V. Davydov, dynamical site index scale for black alder stands of vegetative origin adapted to site index scale after M.M. Orlov is obtained. The dynamical site index scale will be used for grouping experimental data for modeling dynamics of other men-surational indices of modal stands of black alder in Ukrainian Polissya.
Keywords: black alder, yield tables, average height, site index class, mathematical models, Polissya.
