CC BY
16
УДК 630*114.521.7
DOI: 10.33764/2618-981Х-2019-3-1-268-273
ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Сергей Кимович Фарбер
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН - обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» лаборатория лесной таксации и лесопользования, 660036, Россия, г. Красноярск, Академгородок, 50/28, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории таксации и лесопользования, тел. (391)249-46-35, e-mail: sfarber@ksc.krasn.ru
Наталья Сергеевна Кузьмик
Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН - обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», 660036, Россия, г. Красноярск, Академгородок, 50/28, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь, тел. (391)249-44-37, e-mail: kuzmik@ksc.krasn.ru
Плодородие лесных почв оценивается (измеряться) посредством лесотаксационных показателей древостоев. Материалы массовой таксации содержат всю необходимую для составления уравнений информацию. Содержится в описании таксационного выдела и почвен-но-грунтовая характеристика, в т. ч. наименование (тип) почвы. Формируются уравнения регрессии. В качестве функции используется класс бонитета древостоя, в качестве независимой переменной - показатель,оценивающийлесорастительные условия.Вне зависимости от категории земель, получаем количественную оценку плодородия лесных почв и потенциальную продуктивность древесных пород.
Ключевые слова: лесные почвы, плодородие лесных почв, продуктивность древосто-ев, лесорастительные условия, данные лесоустройства, атрибутивная таблица таксационных выделов.
ASSESSMENT AND CARTOGRAPHY OF FOREST SOIL FERTILITY
Sergey K. Farber
Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia, D. Sc., phone: (391)249-46-35, e-mail: sfarber@ksc.krasn.ru
Natalia S. Kuzmik
Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia, Ph. D., phone: (391)249-44-37, e-mail: natalia_5791@mail.ru
Forest soil fertility is estimated (measured) by the forest taxation indices stands. Materials of mass taxation contain all the necessary information for drawing up equations. The description of the taxation section and the soil and soil characteristics, including the name (type) of the soil, are contained in it.Formed regression equations. The boniteness class of the stand is used as a function, the
indicator evaluating forest conditions is used as an independent variable. Regardless of the category of land, we obtain a quantitative assessment of the fertility of forest soils and the potential productivity of tree species.
Key words: forest soils, fertility of forest soils, productivity of forest stands, forest végétation conditions, data of forest inventory, attributive table of taxation units.
Плодородие почв - это способность удовлетворять потребность растений в воде и питательных веществах. Плодородие почв сельскохозяйственного назначения связывается с показателями почв и урожайностью. Оценка производится в баллах, посредством которых отражаются наиболее важные для роста растений признаки [1]. Плодородие лесных почв трактуется упрощенно, как способность обеспечивать рост и продуктивность насаждений [2]. Прогнозная продуктивность древостоев при неопределённо трактуемом плодородии почв становится сомнительной. Цель настоящей работы - разработка количественного измерителя плодородия лесных почв с представлением результата в картографическом виде.
Таксационные показатели насаждений зависят от лесорастительных условий и в определенной степени характеризуют и плодородие почв. Плодородие поэтому также может оцениваться (измеряться) посредством лесотаксационных показателей. Принимается, что класс бонитета древостоя есть производное ле-сорастительных условий, в перечень которых входит в т. ч. плодородие лесных почв. Можно записать: Bs=f(S), где: Bs - класс бонитета древостоя; S - показатель лесорастительных условий, в перечень которых входит и плодородие почв. Класс бонитета древостоя, наименование (тип) почв - фигурируют в описании таксационного выдела. Для получения зависимости Bs=f(S) остаетсяопределится с конструкциейпоказателя лесорастительных условий и далее рассчитать показатель Sдля каждого таксационного выдела.
Возможность сравнения (измерения) появляется при использовании заранее оговоренной линии отсчёта. В качестве показателя лесорастительных условий ранее было предложено отношение d/d0, где :d0=f(h); d, h - диаметр и высота главной породы древостоя [3].Вообще же преимущество за показателем, варьирующим менее других. Поэтому в качестве измерителя лесорастительных условий лучше использовать не отношение диаметров d/d0, а отношение высот^^. Тогда в качестве линии отсчета будет выступать усредненная линия роста по высоте (h0=f(A), где A - возраст древостоя, лет). Посредством введения дополнительного аргумента точность оценок^ повышается. По признаку наименьшего варьирования в качестве дополнительного аргумента используется диа-метр.Тогда h0=f(d,A),при этом началом отсчета будет уже не линия, а плоскость .При достижении определенного возраста при прочих равных условиях высоты пород деревьев различны. Соответственно будет различен и класс бонитета поэтому сопоставление плодородия почв по шкале бонитетов М. М. Орлова не имеет смысла. Сопоставление возможно относительно отдельных древесных пород. В нашем случае относительно уравнений h0=fdA), для сосны лиственницы кедра и ели. Последовательность оценки:
- составление уравнений регрессии Н0=//(С,А);
- вычисление значений показателя 8=И/И0ддя лесотаксационных выделов;
- получениедля древесной породы и типа почвысредних значенийпоказа-теля лесорастительных условий £=Х8/пг-;
- получение общего для всех пород деревьев и типа почвы средневзвешенных значений показателя лесорастительных условий£0=Х(8г*пг)^, где N=£^1;
- составление для древесных пород уравнений регрессии В3=/(8>);
- вычисление потенциальной продуктивности древесных породВдля лесотаксационных выделов;
- картографирование плодородия почв и потенциальной продуктивности древесных пород.
Выявление аналитического вида уравнений регрессии произведено программными средствами 8ТЛТ18Т1СЛ. Задан уровень значимости 0.95. Картографирование плодородия почв произведено по величинам показателя £0, потенциальной продуктивности древостоев по величинам показателяВ^средствами Лге0188ра1;1а1Лпа1ув1.
Тестовый участок расположен на территории Терянского лесничества (Верхнетерянское участковое лесничество, квартала 1-53 и Кажимское участковое лесничество квартала 93, 94, 118, 119) (рис.). Исходные материалы: данные массовой таксации - 1765 описаний таксационных выделов. Из них,количество выделов сосновых древостоев- 219, лиственничных -731, кедровых - 478, еловых - 93.
Для тестового участка получены зависимости И0=/(С,А) (табл. 1).
Таблица 1
Аналитический вид зависимости высоты дерева от возраста и диаметра
Древесная порода Уравнение регрессии к0=//(<СА)
Сосна ¿о=-0.842+1.264*С-0.017*С2, (п=219, Я=0.872, Я2=0.761)
Лиственница ^о=1 387+0.020*А+1.037*С-0.013 *С2, (п=731, Я=0.775, Я2=0.601)
Кедр ¿о=5.106+0.708*С-0.007*С2, (п=478, Я=0.518, Я2=0.268)
Ель ¿о=0.431+1.188*С-0.014*С2, (п=93, Я=0.946, Я2=0.895)
Примечание: п - количество наблюдений (выделов), Я - коэффициентмножественной корреляции,^2- коэффициент детерминации
На основе уравнений И0=/^А) рассчитаны значения£=^/^0 и внесены в дополнительное поле атрибутивной таблицы таксационных выделов. Далее последовательно получены показатели лесорастительных условий^/ и 80 (табл. 2). Показатель 81 относится к одному наименованию почвы для/ - той древесной породы. Соответственно оценка плодородия почв (и картирование) на основе 81 возможна только для таксационных выделов / - той древесной породы. Показатель 80привязан к типу почвы. Соответственно оценка плодородия почв (и кар-
тирование) на основе Sо уже возможнапо наименованию почвы, т. е. для всех таксационных выделов, включая выдела лиственных древостоев (березняки и осинники), а также выдела погибших насаждений, вырубки.
Таблица 2
Распределение Б1 и Бо по наименованиям почв
Древесная порода
Название почв Сосна Лиственница Кедр Ель 50
п Вср п Вср п Вср п Вср
Перегнойная, иловато- 4 3.25 1.05 2 4.00 1.10 35 3.71 1.00 1.01
глеевая, легкосуглинистая,
влажная
Дерново- 69 3.48 1.00 345 3.03 1.00 74 4.03 1.00 3 4.33 0.96 1.00
слабоподзолистая, легко-
суглинистая, свежая
Перегнойная, подзолисто- 6 4.67 0.99 0.99
глеевая, легкосуглинистая,
влажная
Слабоподзолистая, легко- 1 3.00 1.03 4 3.00 1.04 339 4.13 1.00 13 4.92 1.00 1.00
суглинистая, влажная
Слабооподзоленная, лег- 1 4.00 0.88 10 4.30 0.95 1 5.00 0.92 0.94
косуглинистая, сырая
Торфянисто подзолисто- 34 3.66 0.94 1 5.00 0.83 10 5.00 0.98 0.95
глеевая, легкосуглинистая,
влажная
Торфянисто-глеевая, лег- 8 5.00 1.01 1.01
косуглинистая, сырая
Торфянисто-глеевая, лег- 9 5.00 1.00 1.00
косуглинистая, влажная
Торфянисто-глеевая, 2 5.00 1.05 1.05
среднесуглинистая, сырая
Торфянисто-глеевая, сред- 6 5.00 1.05 1.05
несуглинистая, влажная
Оподзоленная, легкосуг- 13 3.62 1.05 1.05
линистая, свежая
Оподзоленная, легкосуг- 3 3.67 1.07 1.07
линистая, влажная
Дерново- 136 3.55 1.01 312 3.03 1.00 3 4.00 1.04 1.00
среднеподзолистая, легко-
суглинистая, свежая
Торфянистая, легкосугли- 4 4.00 0.99 0.99
нистая, сырая
Дерново- 4 3.25 0.95 3 4.33 0.97 0.96
среднеподзолистая, легко-
суглинистая, влажная
Слабооподзоленная, лег- 10 4.40 0.98 0.98
косуглинистая, свежая
Окончание табл. 2
Древесная порода
Название почв Сосна Лиственница Кедр Ель 8о
п Вср 8, п Вср 8, п Вср 8, п Вср 8,
Торфянистая, легкосугли- 11 4.64 0.89 0.89
нистая, влажная
Дерново-слабооподзолен- 7 3.86 0.91 5 4.80 0.90 0.91
ная, легкосуглинистая,
влажная
Дерново-оподзоленная, 18 2.94 1.03 1.03
легкосуглинистая, влажная
Торфяно-подзолисто- 1 4.00 0.91 0.91
глеевая, легкосуглинистая,
сырая
Торфяно-перегнойно- 1 4.00 0.96 0.96
глеевая, легкосуглинистая,
влажная
Дерново-черноземовид- 2 3.00 1.05 1.05
ная, легкосуглинистая,
свежая
Дерново-слабоподзолис- 2 4.50 0.90 0.90
тая, супесчаная, свежая
Дерново-слабоподзолис- 7 4.86 0.89 0.89
тая, супесчаная, сухая
Мелкоземная, каменистая, 2 5.00 0.80 0.80
среднесуглинистая, сухая
Условные обозначения: Вср - средний класс бонитета; 8, - среднее значение отношения к/ко для древесной породы; 8о - общее для древесных пород средневзвешенное значение отношения к/ко
Аналитической вид уравнений Вх=/(8). получен по данным классов бонитета древостоев и показателям условий произрастания 8о (табл. 3). В атрибутивную таблицу таксационных выделов внесены расчетные значения В8 для сосны, лиственницы кедра и ели, на основе которых проведено картографирование потенциальной продуктивности древесных пород (рисунок).
Таблица 3
Аналитический вид уравнений В5=/(8)
Древесная порода Уравнение регрессии
Сосна В^=-13.764-31.597*82+48.890*8, (п=219,Я=0.513,Я2=0.263)
Лиственница В^=50.597-87.021*8 +39.459*82, (п=731,Я=0.412,Я2=0.170)
Кедр В^=-10.202-21.751*82+36.063*8, (п=478,Я=0.321,Я2=0.103)
Ель В^=240.110-467.974*8 +232.201*82, (п=93,^=0.378,^2=0.143)
Плодородие лесных почв 50 и потенциальная продуктивность древостоев тестового участка^. Масштаб 1:150 000
Рассматриваемая методика оценки плодородия лесных почв по связям с таксационными показателями древостоев основана на использовании данных лесоустройства и не требует дополнительных трудоемких полевых исследований. Методику отличает конструктивная простота и минимизация трудозатрат при формировании оценочных показателей плодородия почв. В качестве ограничения применимости методики следует отметить условие принадлежности обследуемой территории одному лесорастительному округу, в пределах которого наблюдается характерный набор типов почв.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зеликов В. Д. Почвоведение: учебник для техникумов. -М.: Лесн. пром-сть, 1981. -216 с.
2. Ершов Ю. И. Теоретические проблемы лесного почвообразования. -Новосибирск: Наука, 2015. - 319 с.
3. Фарбер С. К. Лесные измерения по среднемасштабным аэроснимкам. - Красноярск: изд-во СО РАН, 1997 - 106 с.
©. С. К. Фарбер, Н. С. Кузьмик, 2019
