CC BY
14
УДК 630.5
НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ЛЕСНЫХ МАССИВОВ КАА-ХЕМСКОГО ОКРУГА ГОРНО -ТАЕЖНЫХ ЛЕСОВ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
С.Л. Шевелев, И.И. Красиков
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологич еский университет»
660049 Красноярск, пр. Мира, 82; e-mail: [email protected]
Работа посвящена изучению закономерностей строения лесного массива по средним таксационным показ а-телям древостоев. В основу исследования положены данные таксации 1910 выделов в пределах лесного массива в республике Тыва. Установлены закономерности строения лесного массива по запасам, средним диаметрам и средним высотам спелых и перестойных древостоев лиственницы.
Ключевые слова: лесной массив, лиственница, таксационные показатели, Тыва
Work is devoted to studying laws of a large fo rest structure on averages forest valuation parameters of forest stands. The given valuations are put in a basis of research 1910 stratums within the limits of a large forest in Tyva republic. Laws of a structure of a large forest on stocks, average diamet ers and average heights mature and over mature forest stands of a larch are established.
Key words: large forest, larch, forest valuation parameters, Tyva
ВВЕДЕНИЕ
Лесной кодекс Российской Федерации (2006г.) з а-конодательно закрепил (ст.90) новую систему лесоучетных работ - государственную инвентаризацию лесов (ГИЛ). В ее основу положены апробированные и новые методы учета, мониторинга и дистанционн ого зондирования лесов. В государственной инвентаризации лесов должны использоваться повыдельные базы данных различных частей лесного фонда страны. ГИЛ должна обеспечить всю систему лесоучетных работ необходимой информацией. Она будет проводится на базе статистической выборки, и при ней должны использоваться результаты измерений и ра счетов на пробных площадях, заложенных в пределах кластеров - участков лесного фонда. Особенности закладки пробных площадей будут определяться и з-менчивостью таксационных характеристик в них, поэтому для разработки и детализации методических положений ГИЛ изучение структуры лесных масс ивов видится весьма актуальным.
Понятие «лесной участок», также введенное новым Лесным кодексом, по сути своей не обеспечено критериями, опираясь на которые можно бы было устанавливать его возможные предельные размеры (минимальные и максимальные). Ссылки на статьи 67, 69 и 92 кодекса также не вносят ясности в этот в опрос. В статье 69, посвященной проектированию ле с-ных участков, сказано только, что границы лес ного участка и их площадь определяются в соответствии с границами и площадями лесных кварталов или лес о-таксационных выделов. Таким образом, лесной участок в предельных своих размерах может предста в-лять или весьма ограниченную территорию, состо я-щую из нескольких (или даже одного таксационного выдела), или крупный лесной массив и их совоку п-ность.
Безусловно, на территориально ограниченных
лесных участках ведение научно обоснованного (и тем более на принципах устойчивого лесопользов а-ния) лесного хозяйства вряд ли возможно. Объектом ведения лесного хозяйства и его проектирования м о-гут являться только крупные лесные массивы, и для этих целей необходимы знания закономерностей их структуры.
Прежде чем приступить к решению задач, сформулированных в названии работы, необходимо внести ясность в само понятие «лесной массив».
Н.М. Глазов (1976) определял лесной массив как совокупность разнообразных покрытых лесом такс а-ционных участков, объединенных общей для всех преобладающей породой (стр. 76). Однако такое о п-ределение, верно характеризующее внешние признаки объекта, на наш взгляд, полностью не отражает его сущности как биологического явления, позволяющего понимать, что сочетание лесных участков с опред е-ленными характеристиками в массиве далеко не сл у-чайно.
Определение лесного массива, данное в Терминологическом словаре (Гусев, Филипчук, Швиденко, 1993) устраняет этот недостаток.
Авторы словаря понимают лесной массив как целостную территорию леса, включающую лесные и нелесные земли, имеющую естественные границы (реки, озера, холмы и т.п.) и граничащую с другими угодьями.
И.С. Мелехов (1985) трактует понятие лесной массив еще шире и считает, что это: «... обособле н-
ная территория с древесной и другой растительн остью, т.е. лесной массив приближается к понятию лес в более узком смысле. Лесной массив нельзя принимать за элементарную таксономическую категорию леса, т.к. он неоднороден и представляет собой сов о-купность элементарных участков - насаждений (лесных фитоценозов), а последние - еще более мелких, уже структурных подразделений» (стр. 504).
Таким образом, рассматривая лесной массив как природное (географическое) явление, а не как чисто механическое сочетание отдельных лесных участков, следует признать его биологической системой, отдельные элементы которой взаимообусловлены.
Взаимообусловленность отдельных частей любой системы позволяет выявить закономерности, обесп е-чивающие не только понимание особенностей ее формирования, но и позволяет разрабатывать методы оценки отдельных элементов, а также системы в целом и осуществлять прогноз ее динамики.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ВОПР ОСА
Лесной массив как объект изучения привлек внимание исследователей уже достаточно давно, но мо ж-но констатировать, что до сих пор закономерности структуры, изменчивость показателей этой «крупной единицы учета» (формулировка В.Ф. Лебкова, 1965) исследованы далеко не в полном объеме.
Особое значение для практики эти закономерности приобретают в ходе применения статистических способов инвентаризации лесов, широко используемых в лесном деле многих стран.
Достаточно подробно закономерности изменчивости запасов древостоев в пределах лесных массивов Германии изложены в работах H. Grossman (1953, 1961, 1963). Им предложена классификация однородности лесных массивов, где определяющим показат елем является коэффициент варьирование запаса. Отдельные аспекты закономерностей изменчивости запасов древостоев рассмотрены в работах А.С. Мат-веева-Мотина (1958, 1960), С.В. Белова (1962), А.Н. Федосимова и др. (1971), П.М. Верхунова (1968), Н.М. Глазова (1976), А.Г. Мошкалева и др. (1982), Р.А. Зиганшина (1993), В.А. Соколова, С.К. Фарбера (2006), Л.Н. Ващука, А.З. Швиденко (2006) и др.
Н.М. Глазов (1976), пожалуй, наиболее полно, обозначил круг вопросов отражающих практическую значимость закономерностей строения лесных масс ивов. В работе органично сочетается анализ структуры таксационных выделов и структуры массива, закон о-мерности варьирования среднего возраста древостоев, слагающих лесной массив, средних высот, диаметров и запасов. Установлены закономерности строения лесного массива по этим показателям.
В результате проведенных исследований автор пришел к выводу о наличии математического единс т-ва строения отдельных массивов леса, однородных относительно средних значений таксационных признаков древесных пород. Он считает, что закон но р-мального распределения наиболее объективно отр а-жает строение лесного массива по средним значениям таксационных показателей древостоев в девственном лесу.
Совершенствуя методы таксации товарной стру к-туры А.Г. Мошкалев и др. (1982) изучили строение лесных массивов на севере европейской части страны и в отдельных регионах Сибири. В работе рассмотр ены закономерности распределения средних диаме т-ров, высот и эксплуатационных запасов древостоев в лесных массивах, что позволило предложить метод
установления товарной структуры массива без рассмотрения отдельных древостоев и прогнозировать ее возможные изменения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Целью настоящей работы явилось установление закономерностей строения лесного массива с абс о-лютным преобладанием лиственничных древостое в в пределах Бурен-Бай-Хаакского лесничества Каа-Хемского лесхоза.
Территория, на которой расположен объект и с-следования, в соответствии с лесорастительным районированием, разработанным Институтом леса СО РАН им. В.Н. Сукачева, относится к Каа-Хемскому округу горно-таежных лесов (И.А. Коротков, 1994). Все леса лесхоза относятся к горным. Территория лесхоза характеризуется слабо развитой сетью путей транспорта.
Выбранный объект соответствует поставленным задачам, так как получить закономерности естестве н-ного строения лесных массивов возможно только в лесах, подвергнутых минимальному антропогенному воздействию, к которым можно отнести и леса Каа-Хемского лесхоза. Подобные исследования провод и-лись Н.А. Глазовым (1976) в широк олиственно-кедровых лесах Уссурийского заповедника, а Л.Н. Ващук и А.З. Швиденко (2006) рассмотрели естественную динамику лесных массивов по составляющим породам для мало эксплуатируемых лесов севера И р-кутской области.
В основу настоящей работы положены материалы лесоустройства 2003-2005 гг., выполненного ФГУП “Восточно-Сибирское государственное лесоустро и-тельное предприятие”. Всего использованы данные 1910 таксационных выделов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Можно считать, что существует единое мнение по поводу основных факторов, влияющих на динамику лесных пространств. К ним относят рубки и лесные пожары, а также вспышки массового размножения энтомовредителей.
Более всего подвержены внешнему воздействию молодняки. Зачастую, возникая на площадях, освоб о-дившихся в результате экзогенных воздействий на древостой, молодняки вновь подвергаются воздейс т-вию огня в процессе лесных пожаров (Ващук, Шв и-денко, 2006), что влечет за собой значительное нарушение в их распределении.
Анализ возрастной структуры лесного массива (табл. 1) показал на достаточно широкую амплитуду изменения среднего возраста лиственничных древ о-стоев. Причем характер распределения древостоев по ступеням среднего возраста близок к нормальному как по количеству таксационных выделов, так и по площади.
Первичная статистическая оценка изменчивости запасов древостоев проведена по группам возраста. В таблице 2 показаны данные по изменчивости запасов древостоев.
Таблица 1 - Распределение древостоев лиственницы по возрасту
Возраст, лет 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 Итого
Число таксационных выделов, % 0,8 5,0 15,2 18,0 21,3 18,0 12,0 6,2 2,7 0,8 100
Площадь, % 0,3 2,5 8,0 12,8 21,5 21,4 16,8 10,4 4,4 1,9 100
Таблица 2 - Варьирование запасов на 1 га древостоев лиственницы сибирской в ле сном массиве
Группа возраста
Показатели молодняки средневозрастные приспевающие спелые и перестойные
Коэффициент вариации, % 41,1 31,7 24,3 25,1
Оказалось, что наибольшую изменчивость имеют молодняки и средневозрастные древостой, что отражает высокую степень их нарушенности в результате периодически возникающих низовых пожаров.
Анализ величин коэффициентов варьирования запасов и оценка их по классификации H. Grossman (1963) позволяют отнести древостои лиственницы Каа-Хемского лесхоза к группам «очень о д-нородные» (коэффициент изменчивости 35 % и менее) и «однородные» (коэффициент изменчив ости от 36 до 55 %).
Следует отметить, что изменчивость запасов в древостоях лиственницы республики Тыва можно рассматривать как относительно невыс окую. По данным Н.М. Глазова (1976), коэффициент варьирования спелых и приспевающих древо-стоев для лиственничников в Приморском крае равен 41,1 %. Таким образом, на основании показателей изменчивости запасов можно утверждать, что исследованные лиственничники не претерп ели значительных воздействий и в целом могут рассматриваться как девственные древостои (в понимании Б.П. Колесникова, Е.П. Смолоног о-ва, 1960).
Структура лесного массива анализировалась по запасам таксационных выделов, средним диаметрам и средним высотам древостоев.
Ряды распределения были оценены на нормальность. Для этой цели использовались критерии Колмогорова-Смирнова, Лилифорса и Шапиро-Уилкса.
Оценка показала, что ряды распределения по всем показателям для спелых, перестойных и пр и-спевающих древостоев соответствуют нормальн ому распределению. Для молодняков и средневозрастных древостоев по различным критериям п о-лучены неоднозначные результаты.
В таблице 3, 4, 5 показаны распределения спелых и перестойных древостоев лиственницы в лесном массиве по запасу, среднему диаметру и средней высоте.
Теоретические распределения получены по функции Гаусса (формула 1):
-(x-Ъ)
У = ае
2 с
(1)
Коэффициенты уравнения и показатели их ад е-кватности приведены в таблице 6.
Таблица 3 - Структура лесного массива по запасам спелых и перестойных древостоев лиственн ицы
Тг Т, Запас, м3
Количество выделов, %
Опытный ряд Теоретический ряд
70
0,7
1,5
90
3,6
3,4
110 130 150 170 190 210 230 250 270 290
6,8 9,5 15,8 17,2 16,0 11,3 10,8 5,5 2,1 0,8
6,6 10,7 14,6 16,8 16,3 13,2 9,0 5,2 2,5 1,0
Таблица 4 - Структура лесного массива по средним диаметрам спелых и перестойных древостоев лиственн ицы
Количество выделов, % Средний диаметр, см
20 22 24 26 28 30 32 36 40 42 44 46 48
Опытный ряд 0,4 0,5 5,2 10,8 20,5 19,2 22,4 15,0 5,1 0,1 0,4 0,3 0,1
Теоретический ряд 0,9 2,6 5,8 10,9 16,9 21,6 22,8 14,3 4,2 1,7 0,6 0,2 0,1
Таблица 5 - Структура лесного массива по средним высотам спелых и перестойных древостоев лиственницы
Количество выде- Средняя высота, м
лов, % 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Опытный ряд 0,13 0,13 1,46 5,73 7,32 11,32 14,25 30,49 17,84 7,99 2,93 0,40
Теоретический ряд 0,01 0,01 0,10 0,73 3,44 10,40 20,01 24,53 19,16 9,53 3,02 0,01
Таблица б - Коэффициенты уравнений и показателей адекватности
Коэффициенты уравнений Коэффициент детер- Ошибка
Показатель a b c минации (R2) уравнения
Запас, м3 16,9 176,1 47,97 0,972 1,096
Средний диаметр, см 22,88 31,57 4,58 0,97 1,665
Средняя высота, м 24,79 22,93 1,49 0,87 3,58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенных исследований уст а-новлено:
- варьирование запасов в лесном массиве с преобладанием лиственницы сиби рской в Каа-Хемском лесхозе имеет свои закономерности. Ре а-гируя на периодически повторяющиеся низовые пожары, наибольшей изменчивостью признака характеризуются молодняки и средневозрастные древостои. В целом уровень варьирования невысок, и древостои можно отнести к категории “одноро д-ные” и “очень однородные”;
- установлено наличие закономерностей в строении лесного массива по запасам, средним диаметрам и средним высотам. Структура спелых и перестойных древостоев по данным таксационным показателям соответствует закону нормального распределения, что дает повод отнести объект исследования к категории малонарушенных лесных массивов;
- полученные данные могут найти применение при расчете необходимого числа наблюдений таксационных признаков древостоев при использов а-нии статистического метода лесоинвентаризации, а также при прогнозе товарной структуры лесных массивов из лиственницы сибирской в республике Тыва.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Белов, С.В. Анализ ошибок определения таксационных показателей насаждений и пути дальнейшего сове р-шенствования инвентаризации лесов / С.В. Белов // Сборник статей по лесному хозяйству. - 1962. -С.22-78.
Ващук, Л.Н. Динамика лесных пространств в Иркутской области [Текст] / Л.Н. Ващук, А.З. Швиденко. - Иркутск. -2006. - 391 с.
Верхунов, П.М. Использование материалов лесоустройства при изучении морфологии насаждений Сибири / П.М. Верхунов // Вопросы повышения продуктивности л е-сов. - Новосибирск, 1968. -С.182-188.
Глазов, Н.М. Статистический метод в таксации и лесоустройстве [Текст] / Н.М. Глазов. - М.: Лесная промышленность, 1976. - 144 с.
Зиганшин, Р.А. Структура насаждений Хамар-Дабана [Текст] // Структура и рост древостоев Сибири / В.А. Соколов [и др.]. - Красноярск, 1993.- С.7-27. Колесников, Б.П. Некоторые закономерности возрастной
динамики кедровых лесов Зауральского Приобья / Б.П. Колесников, Е.П. Смолоногов // Проблемы ке д-ра. - Новосибирск, 1960. -С.21-31.
Коротков, И.А. Лесорастительное районирование России и республик бывшего СССР [Текст] / И.А. Коротков // Углерод в экосистеме лесов и болот России / под.ред. В.А. Алексеева, Р.А. Бердси.- Красноярск, 1994.-170 с.
Лебков, В.Ф. Изменчивость таксационных признаков внутри выделов и ее влияние на точность таксации лесного фонда при лесоустройстве / В.Ф. Лебков // Пути совершенствования инвентаризации лесов С и-бири и Дальнего Востока. - М.,1965. - С.5-40.
Матвеев-Мотин, А.С. Выравненность варьирования признака в сложных статистистических совокупностях и ее значение в лесном деле [Текст] / А.С. Матвеев-Мотин. - М., 1958. - 21 с.
Матвеев-Мотин, А.С. Универсальный способ определения запаса древостоя при перечислительной такс а-ции [Текст] / А.С. Матвеев-Мотин. - М.-Л., 1960. -С.21-31.
Мелехов, И.С. Лес [Текст] / И.С. Мелехов // Лесная э н-циклопедия. Том 1. - М.: Советская энциклопедия,
1985. - С.503-508.
Российская Федерация. Законы. Лесной кодекс Росси й-ской Федерации [Текст]: [федер. закон № 200: пр и-нят Гос. Думой 8 ноября 2006 г. - М., 2007. - 98 с.
Соколов, В.А. Возобновление в лесах Восточной Сибири [Текст] / В.А. Соколов, С.К. Фарбер. - Ин-т леса СО РАН. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - 219 с.
Таксация товарной структуры древостоев [Текст] / А.Г. Мошкалев, [и др.]. - М.: Лесная промышленность , 1982.-160 с.
Терминологический словарь по специальности "Лесоустройство и лесоинвентаризация" [Текст] : ок. 700 терминов на рус. яз. и 270-на нем. яз. / Н.Н. Гусев [и др.].- М. : ВНИИЦлесресурс, 1993. - 80 с.
Федосимов, А.Н. Математико-статистический метод учета лесного фонда / А.Н. Федосимов, В.С. Чуенков, Ю.В. Копытов // Сборник работ по лесному хозяйс т-ву. -1971.-№ 53.-74 с.
Grossman, H. Die Hohe der Variabilitats koeffizienten der Massenhaltigkeit in Abhangigkeit von verschidenen Fak-toren und ihre Bedeutung fur Forstwesen / H. Grossman, 10, h-3.-1961.- S. 328-330.
Grossman, H. Ergebnisse der in Jare 1957 durchgefuhrten Holzvorrats und Zuwachsinventur im Plenterwald Keula / H. Grossman // «Arch. Fur Ferstwesen», h - 6/7. -1959.- S. 666-680.
Grossman, H. Versuche zur Rationalisierung der Met hodik von Holzvarrotsinventuren auf mathematisch - statis-tischer Grundlage / H. Grossman, G. Wolff. // «Arch.
Fur Ferstwesen» 12, h- 1. - 1963. - S. 77-101.
Поступила в редакцию 18 февраля 2008 г. Принята к печати 16 мая 2008 г.
