CC BY
17
Рассмотрены особенности восстановления сосновых лесов в условиях боров Ровен-ского Полесья. Показана динамика лесовосстановительных процессов, а также особенности роста и фактической продуктивности средневозрастных и приспевающих культур сосны обыкновенной в боровых условиях.
Установлено, что большинство участков свежих и влажных боров занято сосной обыкновенной, при этом часть этих древостоев достигла возраста спелости. Существующие технологии создания и выращивания лесных культур, а также мероприятия по содействию природному возобновлению устойчивых сосновых древостоев в борах необходимо усовершенствовать на основе обнаруженных закономерностей роста и развития насаждений.
Ключевые слова: сосна обыкновенная, лесные культуры, воспроизведение, лесо-восстановление, боровые условия.
Vishnevsky A.V. The Reproduction of Pine Forests under Coniferous Forest Conditions of Rivnenske Polissya
Some reproduction peculiarities of the pine forests in the woods of Rivnenske Polissya have been considered. The dynamic of reforestation processes and also the peculiarities of growth and the real productivity of common pine medieval plantations in the pinewood conditions are studied. The development of forest plantations in the Rivnenske Polissya pinewoods and the intensive forest management caused the situation when most territory of fresh and wet pine woods are cultivated with common pine and the parts of these species are of mature age. The technologies of forest creation and plantation and also the measures that cause the natural recreation of firm pine species in the pine woods need to be improved on the basis of the discovered growth principles and the development of the forest species.
Key words: pinus sylvestris, forest cultures, reforestation, reproduction, forest recovery, coniferous forest conditions.
УДК 630 *5:582.931.4 Доц. 1.П. Лакида, канд. с.-г. наук -
НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Ктв
ОНОВЛЕН1 МОДЕЛ1 ТА ТАБЛИЦ СУМ ПЛОЩ ПОПЕРЕЧНИХ
ПЕРЕР1З1В I ЗАПАС1В ПОВНИХ ЯСЕНОВИХ ДЕРЕВОСТАН1В
Проведено аналiз чинних нормативов сум площ поперечних перерiзiв повних дере-восташв ясена звичайного та !х зютавлення з емтричними даними, отриманими внасль док закладання тимчасових пробних площ. На осж^ масиву дослiдних даних розробле-но математичш моделi залежностi названого таксацшного показника, а також видового числа вщ середньо! висоти деревостану. Представлено удосконалеш таблидi сум площ поперечних перерiзiв i запасiв нормальних деревосташв ясена звичайного. Здiйснено аналiтичне обгрунтування доцiльностi !х застосування у практиц лiсовпорядних i люо-господарських шдприемств.
Ключовi слова: повнi деревостани, ясен звичайний, стандартнi таблицi, моделювання.
Вступ. Актуальнi соцiально-економiчнi умови вимагають врахування де-далi бшьшого числа факторiв, якi здатнi прямо або опосередковано чинити вплив на лiсогосподарську галузь. Дедалi жорсткiшими стають негласнi вимоги до нормативно-довiдкових матерiалiв, якi застосовують у науковш, освiтнiй та виробничш сферах галузi. Сучасне iнформацiйне забезпечення повинне заснову-ватися на значних обсягах дослiдних даних, у процес його розроблення мае зас-тосовуватися сучасний iнструментарiй методiв та шдходав. Зазначенi чинники обфунтовують потреба невпинного удосконалення наявного нормативно-шфор-мацiйного забезпечення галузь
Одними з найширше використовуваних лiсотаксацiйних нормативiв е таблицi сум площ поперечних nepepi3iB i 3anaciB деревостанiв за повноти 1,0, та-кож знанi як "стандартш таблицi". 1сторично вони беруть початок вщ таблиць ходу росту повних деревостанiв, яш активно розроблялися та використовувалися за радянсько!' епохи. Сьогоднi вiд якостi "стандартних таблиць" залежить точ-нiсть визначення таких важливих показниюв насаджень, як ввдносна повнота та запас, а вдаак - правильнiсть призначення лiсогосподарських заходiв, обгрунто-ванiсть значного числа штегральних характеристик лiсового фонду та оптималь-нiсть розмiру використання лiсових ресурсов [3]. Названi аргументи свiдчать про актуальшсть розглянутого питания.
Мета роботи - оновлення та удосконалення чинних моделей та таблиць сум площ поперечних перерiзiв i запас1в повних ясенових деревостанiв. Варто звернути увагу, що нормативи для чистих, повних ясенових деревосташв е лк1в-ничим нонсенсом, втам, вони е затребуваними з точки зору практики лковпоряд-кування та здiйснения лiсогосподарських операцш. Це обгрунтовуе актуальнiсть опрацювання вщповщного комплексу нормативно-iнформацiйного забезпечення. Досягнення сформульовано!' мети можливе шляхом вт1лення таких завдань:
• здiйснити аналiз актуальних нормативiв та !х зiставлення з емшричними даними тимчасових пробних площ (ТПП);
• зробити висновок про точтсть опису чинними нормативами верхньо! межi зна-чень суми площ поперечних перерiзiв ясенових деревосташв;
• базуючись на даних ТПП здшснити розроблення математично! моделi суми площ поперечних перерiзiв нормальних деревостанiв ясена та здшснити розра-хунок деревних запаив;
• провести зiставлення чинних та удосконалених нормативiв.
Об'ект дослвдження - дииамiка сум площ поперечних перерiзiв та нагро-мадження запасу на кореш у деревостанах ясена звичайного. За предмет досль дження визначено процеси росту ясенових насаджень.
Методика та MaTepiann. Методика цього дослвдження полягае у застосу-ваннi шдход1в нелiнiйного математичного моделювання задля мшгшзацп фун-кцií втрат модельованих параметрiв деревостанiв порiвияно з !х емшричними значеннями, котрi апроксимуються. За джерело вихвдних даних визначено масив основних таксацiйних показниюв, сформований на основi даних 59 пробних площ, кот^ заклали науковцi кафедр лiсовоí таксацп та лiсовпорядкування (КЛТ) i лкового менеджменту (КЛМ) Нацiонального унiверситету бюресурав i природокористування Украши. Формування масиву до^дних даних, його попе-редню обробку та аналiз реалiзовано за допомогою табличного процесора Microsoft Excel. Процедури кореляцiйного та дисперсшного аналiзу, а також розроб-лення математичних моделей виконано за допомогою статистичного програмно-го забезпечення StatSoft STATISTICA.
Чиинi нормативи суми площ поперечних перерiзiв i запасiв повних ясенових деревосташв базуються на результатах наукових дослвджень ВВ. Загреева i ММ. Гусева, а також К. Нарбутоса [5], котрi були проведен у регюнах з вiдмiн-ними вiд умов Украши едафiчними та клiматичними умовами. 1х вперше опубль ковано у 2013 р. [3]. Порiвняння актуально!' моделi сум площ перерiзiв деревосташв ясена звичайного з емшричними даними наведено на рис. 1.
♦ ТППЯсКЛТ
* ТППЯсКЛМ
— в Яс актуальна (11=1,0)
"0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Н, м Рис. 1. Порiвняння емтричних даних тимчасових пробних площ i чинно'1 моделi суми площ перерЫв повних ясенових деревостатв
Аналiзуючи рис. 1, можемо стверджувати про некоректтсть опису чинною моделлю залежносп сум площ поперечних перерiзiв повних ясенових деревостатв вщ 1х середньо'' висоти. Такий висновок пiдтверджуeться значною шль-кiстю точок, розмiщених по оа ординат вище за криву, що характеризуе макси-мальнi значення аналiзованоí таксацiйноí ознаки. Грунтуючись на наведених вище результатах, констатуемо потреба удосконалення нормативно-шформацшно-го забезпечення таксацп сум площ поперечних перерiзiв повних деревостатв ясена звичайного. Кореляцiйний аналiз дослiдних даних мав на меп виявлення залежностi мiж показниками середньо'1 висоти деревостану (Н), суми площ поперечних перерiзiв (О) та класом бонiтету (В) (табл. 1).
Табл. 1. Кореляцшна матриця
Показник Середня висота(Н) Сума площ поперечних перерiзiв (О) Клас боштету (В)
Середня висота (Н) 1,000 0,596 -0,180
Сума площ поперечних перерiзiв (О) - 1,000 -0,001
Клас боштету (В) - - 1,000
Кореляцшний анаиз свiдчить про наявнiсть прямого значного зв'язку мiж ознаками О та Н, а також оберненого дуже слабкого зв'язку мiж ознаками О та В [2]. Отже, статистично'1 тдстави для включення класу бонiтету до моделi, що розроблюватиметься на основi дослiдного набору даних, немае [4].
За базову для розроблення математично'' моделi залежностi суми площ поперечних перерiзiв вiд середньо'1 висоти повних ясенових деревостанiв вирь шено використати ростову функцш Берталанфi [1], яка у загальному випадку мае такий вигляд:
у = ао (1 - ехр(-ах) )а2, (1)
де: у - залежна змiнна; х - незалежна змшна; а0, а1, а2 - параметри регресп.
Вираз (1) було видозмшено задля покращення вiдповiдностi особливос-тям модельованих таксацiйних ознак шляхом внесення доданка "-1,3" до аргументу, оскшьки областю визначення суми площ поперечних перерiзiв е промь жок його середньо'1 висоти вище вщ 1,3 м. Внаслiдок отримано таке рiвняння, за допомогою якого, використовуючи метод деформованого багатогранника [6], апроксимувалися емпiричнi значення дослiджуваних таксацiйних ознак ясенових деревостатв:
О = ао (1 - ехр (-а1 (Н - 1,3)))а 2. (2)
Стандарты таблищ, окрiм iнформацií про суми площ поперечних перерь зiв повних деревосташв, також мiстять вiдомостi про 1х запаси. 1снуе два основ-них шдходи до прогнозування динамiки ще1 таксацiйноí ознаки. Перший шлях передбачае моделювання запасiв пiд час розроблення нормативiв безпосередньо за даними пробних площ. Головним недолiком такого шдходу е iстотна м^и-вiсть запасу, осшльки вiн зазнае впливу значно'1 кiлькостi слабкоформалiзовува-них факторiв. Альтернативним шляхом е формалiзацiя залежностi менш м^и-вого показника видового числа вщ середньо!' висоти деревостану з подальшим обчисленням запасiв за класичною формулою лiсовоí таксацií. Задля реаизацп другого пiдходу вирiшено розробити математичну модель залежностi видового числа вщ середньо' висоти ясенових деревостанiв. Використаний для апроксима-цií видового числа вираз мае такий загальний вигляд:
Ь . Ьъ
^ =
)+—+—г+' и И И1 Нь4
(3)
де: F - залежна змiнна (видове число); Н - незалежна змiнна (середня висота деревостану); Ь0 - Ь4 - коефiцiенти рiвняння регресп.
Задля представлення удосконаленого нормативу у табличному вигляд1 здiйснено обчислення запаав за класичною формулою лiсовоí таксацп та табу-лювання математичноí моделi суми площ поперечних перерiзiв повних деревосташв ясена звичайного. Результати дослщження. Апроксимацiя емпiричних зна-чень дослщжуваних таксацiйних показникiв дала змогу встановити числовi зна-чення коефщенлв регресп виразiв (1) та (3) (табл. 1, 3).
Табл. 2. Значення коефщieнтiв моделi сум площ поперечних перерiзiв
Коефщ1ент
ао
ах
а1
Числове значення
36,667
0,117
1,187
Отримана модель сум площ поперечних перерiзiв повних ясенових деревосташв описуе верхню межу О з достатньою точнiстю. Спiввiдношення зна-чень, прогнозованих удосконаленою моделлю, актуальною моделлю та емпiрич-них даних наведено на рис. 1.
Рис. 2. Спiввiдношення емтричних даних тимчасових пробних площ, чинно'1 та удосконалено'1 моделей сум площ перертв повних ясенових деревосташв
Зпдно з рис. 1, удосконалена модель сум площ поперечних перерiзiв прогнозуе значення цiеí таксацiйноí ознаки до 33 % вищ^ шж актуальна. Таке перевищення досягаеться на дiапазонi середньоí висоти деревостану вщ 4 до 30 м. До висоти 4 м актуальна модель визначае дещо вищi значення О повних ясенових деревосташв, шж удосконалена. Яюсть опису верхньоí межi О для пов-
них деревосташв ясена звичайного вдалося iстотно полшшити розробленням удосконалено'1 математично'1 моделi. Про це свщчить iстотно менше число тим-часових пробних площ, на яких вимiряна сума площ поперечних перерiзiв дерев перевищуе прогнозовану нормативами.
Табл. 3. Значення коефщieнтiв .модел'1 видового числа
Коефщент Ьо Ь1 Ь2 Ьз Ь4
Числове значення -17,722 2,594 -1,156 17,874 -0,003
Поеднавши результати роботи математичних моделей сум площ поперечних перерiзiв та видового числа i застосувавши класичну формулу лшово! такса-ц11, отримано вiдомостi про запаси на кореш повних ясенових деревостанiв. Гра-фiчну iнтерпретацiю порiвняння чинних та удосконалених нормативiв з емтрич-ними даними ТПП наведено на рис. 3. Аналiз рис. 3 св^ить про збереження характеру залежносп запасу вiд середньо! висоти повних ясенових деревостанiв в удосконалених нормативах порiвняно iз чинними. На усьому дiапазонi значень Н, удосконалеш нормативно-довiдковi матерiали мiстять вишд значення запасiв, нiж актуальнi. При цьому якiсть опису верхньо'1 межi запасу iстотно шдвищила-ся внаслвдок здiйснених удосконалень. Пiдтвердженням цього е незначна кшь-кiсть ТПП, де спостер^аеться перевищення емпiричних даних над модельними на величину до 15 %. Отримат внаслщок проведення цього дослвдження "стан-дартнi таблицi" для повних ясенових деревосташв наведено у табл. 4.
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 //. м Рис. 3. Порiвняння актуальное та удосконалено'1 моделей запасу на кореш повних ясенових деревосташв з емтричними даними
Табл. 4.
Удосконален таблиц сум площ поперечних деревосташв за повноти 1,
перертв I запасгв ясенових 0
н, о, М, н, о, 2 -1 м та М, н, о, 2 -1 м та М,
м 2 -1 м та 3 -1 м та м 3 -1 м та м 3 -1 м та
2 1,8 4 14 27,1 187 26 34,3 400
3 4,8 14 15 28,1 205 27 34,6 418
4 7,8 25 16 29,1 223 28 34,8 435
5 10,6 38 17 29,9 241 29 35,0 452
6 13,3 53 18 30,6 259 30 35,2 470
7 15,7 68 19 31,3 277 31 35,3 487
8 17,8 83 20 31,9 294 32 35,5 504
9 19,8 100 21 32,4 312 33 35,6 521
10 21,6 117 22 32,9 330 34 35,7 538
11 23,2 134 23 33,3 348 35 35,8 555
12 24,6 151 24 33,7 365 - - -
13 25,9 169 25 34,0 383 - - -
Висновки. Удосконалення iнформацiйного забезпечення лiсового госпо-дарства е необхвдною умовою рацiонального i невиснажливого господарювання. Розробленi нормативи суми площ поперечних перерiзiв i запаав повних ясено-вих деревостанiв досконалте описують залежнiсть максимальних значень да-них таксацiйних ознак вiд середньо!' висоти насадження. Такий результат е нас-лiдком застосування надiйних дослщних даних, методiв 1х оброблення та моде-лювання залежностей. Оновленi нормативно-довiдковi матерiали пропонуються до застосування в освишй, науковiй та виробничiй сферах галузi лiсового госпо-дарства Украши.
Лiтература
1. Кивисте А.К. Функции роста леса. Учебно-справочное пособ. / А.К. Кивисте. - Тарту : Изд-во ЭСХА, 1988. - 108 с.
2. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика / А.И. Кобзарь. - М. : Изд-во "Физ-матлит", 2012. - 816 с.
3. Люотаксацшний довщник / вщпов. за вип. С.М. Кашпор, А.А. Строчинський. - К. : Вид. д]м "Вшченко", 2013. - 496 с.
4. Никитин К.Е. Методы и техника обработки лесоводственной информации / К.Е. Никитин, А.З. Швиденко. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1978. - 272 с.
5. Швиденко А.З. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород северной Евразии : нормат.-справ. матер. / А.З. Швиденко, Д.Г. Щепа-щенко, С. Нильссон, Ю.И. Булуй. - М. : Изд-во Федеральное агентство лесного хозяйства, 2008. -886 с.
6. Nelder J.A. A simplex method for function minimization / J.A. Nelder, R. Mead // Computer Journal. - 1965. - № 7. - Pp. 308-313.
Лакида И.П. Обновленные модели и таблицы сумм площадей поперечных сечений и запасов полных ясеневых древостоев
Проведен анализ действующих нормативов сумм площадей поперечных сечений полных древостоев ясеня обыкновенного. Осуществлено их сопоставление с эмпирическими данными, полученными в результате закладки временных пробных площадей. На основе массива исследовательских данных разработаны математические модели зависимости указанного таксационного показателя, а также видового числа от средней высоты древостоя. Представлены усовершенствованные таблицы сумм площадей поперечных сечений и запасов полных ясеневых древостоев. Проведено аналитическое обоснование целесообразности их применения в практике лесоустроительных и лесохозяйственных предприятий.
Ключевые слова: полные древостои, ясень обыкновенный, стандартные таблицы, моделирование.
Lakyda I.P. The Updated Models and Tables of Basal Area Sums and Growing Stocks of Fully Stocked Ash Stands
Some current reference materials of basal area sums for fully stocked ash stands are analyzed and compared with empirical data obtained during establishing of temporary sample plots. Based on the array of experimental data, mathematical models for the analyzed mensuration index as well as for form factor are developed. Improved tables of basal area sums and growing stocks of fully stocked ash stands are presented. Analytical substantiation of expediency for the use of the improved information support in practice of forest inventory and forestry enterprises is realized.
Key words: fully stocked stands, ash, "standard tables", modelling.
