CC BY
6УДК582.47: 630*165: 630*5 (470.53)
М.В. Рогозин M.V. Rogozin
Пермский государственный национальный Perm State University
исследовательский университет 15, Bukireva st., Perm, 614990
614990, Пермь, Букирева, 15
e-mail: rog-mikhail@yandex.ru СТАРЫЕ НАСАЖДЕНИЯ СОСНЫ И ВЛИЯНИЕ ГУСТОТЫ НА РАЗМЕР ДЕРЕВЬЕВ
Проведен анализ 180-летнего древостоя с высокой полнотой на площади 2.16 га. Использованы 216 площадок 10^10 м, по которым определяли силу влияния густоты на диаметр деревьев. При использовании линий тренда от линейного до полиномов 6-й степени обнаружены близкие значения коэффициентов аппроксимации R2, с колебаниями в пределах 0.06-0.107. То есть на уровне микросообществ деревьев сила влияния фактора густоты составляет от 6 до 11%, составляя в среднем 9%. Данный экспериментальный факт лишает теоретических оснований применение интенсивных рубок ухода в среднем и приспевающем возрасте..
Ключевые слова: сосна обыкновенная, древостой, структура, теория рубок ухода.
OLD FOREST PINES AND THE EFFECT OF THE DENSITY ON THE SIZE OF TREES
The analysis of the 180-year-old forest stand with high completeness on the area of 2.16 ha. Used 216 pads 10x10 m, which determined the effects of density on diameter of trees. When using trend lines from linear to polynomials of the 6th degree, close values of the approximation coefficients R2 were found, with fluctuations in the range 0.06-0.107. That is, at the level of micro-communities of trees, the strength of the factor of density is from 6 to 11%, averaging 9%. This experimental fact deprives the theoretical basis for the use of intensive thinning in middle age.
Key words: common pine, stand, structure, theory of thinning.
Год назад мы изучали старые сосновые леса вокруг г. Перми. Продолжая исследования, мы получили весьма неожиданные результаты [1, 2]. Так, после сплошного картирования деревьев на площади 1.1 га были определены 280 расстояний до ближнего соседа у живых деревьев. Эти расстояния очень слабо повлияли на диаметр соседствующих деревьев при г = 0.148±0.063 и силе влияния всего лишь 4%.
Цель данной работы - выяснить силу влияния густоты, как фактора, на уровне всего насаждения и далее на территориях с постепенно
уменьшающимися размерами вплоть до ячеек 10^10 м, когда некоторые из них уже оказываются без деревьев. Это можно представить как анализ влияния густоты с переходом от уровня макросообщества (древостоя) к микросообществам деревьев (биогруппам).
Методика исследования представляла собой статистический анализ данных после расчленения территории на серию пробных площадей (ПП) разных размеров.
Анализ результатов показал, что при первом разделении массива сосны на четыре ПП размером 60x90 м по отношению к пробной площади 1 (1111 1) на остальных пробах густота оказалась больше на 217 %, что привело к снижению относительной полноты на них до 0.80-0.95. Аналогичное снижение показали и средние арифметические диаметры - от 43 см на самой редкой 1111 1 и до 38.8 см на самой густой пробе ПП 3 (табл. 1).
Отличия по средним диаметрам от 1111 1 по критерию различия t оказалось высоко достоверны для всех трех ПП с большей густотой, однако по ее ретроспекции есть один ньюанс. Дело в том, что различия по густоте между ПП 1 и ПП 3 составляют ныне 17%, но примерно 60 лет назад они достигали 26%, что хорошо видно на диаграмме, где пробы расположены в порядке возрастания густоты. Ее увеличение приводит к закономерному снижению полноты на 0.14 и диаметра на 4.2 см или на 10%. При этом наилучшие таксационные показатели имеет ПП 1 с малой густотой (рис. 1).
Полученные результаты, в сущности, не показали ничего нового - влияние густоты на рост насаждений известно давно. Однако сила ее влияния как фактора в количественном выражении по типам леса точно не известна. Для этого обычно закладывают не менее 15-20 пробных площадей с тем, чтобы построить точечные диаграммы для изучения связи густоты со средними диаметрами деревьев на пробах, и далее рассчитать корреляции, построить линии тренда и получить оценки силы влияния густоты по коэффициентам аппроксимации. Но можно воспользоваться и другим способом, о котором было сказано выше, применяя анализ ПП с постепенно уменьшающимися размерами, вплоть до ячеек 10x10 м.
© Рогозин М.В., 2018
Таблица 1
Сравнение показателей таксации сосны на пробных площадях (ПП) размером 60x90 м (0.54 га) в _массиве площадью 2.16 га_
Показатели Ед. измер. ПП 1 ПП 2 ПП 3 ПП 4 Всего, в среднем
Учтено деревьев, шт. 170 189 199 174 732
Густота шт./га 315 350 369 322 339
То же, отношению к 1111 1 % 100 111 117 102 -
Полнота м2/га 47,5 44,7 37,6 41,2 42,8
Относительная полнота 1,01 0,95 0,80 0,87 0,91
Диаметр по площади сечения см 43,8 40,3 39,4 40,4 41,0
Сравнение по с] реднеарифметическим диаметрам
Среднеарифметический диаметр см 43,0 39,6 38,8 39,5 40,2
То же, по отношению к ПП 1 % 100 92,0 90,1 91,8 -
Стандартное отклонение см 8,40 7,67 6,96 8,42 7,86
Статистическая ошибка см 0,64 0,56 0,49 0,64 0,29
То же, в % к среднему % 1,5 1,4 1,3 1,6 0,7
Отличие от ПП 1, критерий t - - 4,0 5,2 3,9 -
с 600
500
Н О
£ 400
(-Н
300
315
480
322
480
350
498
369
607
ПП 1
ПП 4
ПП 2
ПП 3
1,0
а т о н
ло 0,9 оП
0,8
1,01
0,95
0,95
0,87
ПП1
ПП4
ПП2
ПП3
р
т е
д
е р
С
44
42
40
38
43,0
39,5
39,6
38,8
ПП1
ПП3
ПП4 ПП2
Пробные площади
Рис. 1. Таксация древостоев сосны: а - густота, слева текущая, справа 60 лет назад; б - полнота; в - средний диаметр.
В результате оказалось, что на самых малых пробах размером 10*10 м влияние густоты становится малозначимым; аппроксимация линий тренда от линейного до полиномов 6-й степени дает практически одинаковые результаты и значения Я2 колеблются в пределах 0.06-0.107, т. е. сила влияния фактора густоты на уровне микросообществ
составляет от 6 до 11%, составляя в среднем 9%. Но картина влияния неоднородна. В массиве площадью 2.16 га при его разделении на 4 пробы есть места с редким (1111 1) и с густым размещением деревьев (ПП 3), где влияние густоты резко отличается (табл. 2).
а
б
в
Достаточное число данных позволило применить их числе заметно некоторое снижение среднего полином 6-й степени, который адекватно описывает диаметра ниже его среднего значения по древостою, линию средних диаметров вплоть до самых густых который показан пунктиром (рис. 2). площадок, где встречалось 6-7 деревьев. При таком
Таблица 2
Влияние густоты на диаметр деревьев на малых ПП размером 10x10 м, расположенных в густом и
редком месте массива сосны
Расположение малых 1111 Их число, шт. Корреляция Коэффициент аппроксимации
линейная связь полиномы, степень Среднее по полино-мам
2 3 4 5 6
Весь массив 216 -0,238 0,06 0,088 0,088 0,092 0,094 0,107 0,09
Густое место, ПП 3 54 -0,437 0,19 0,218 0,266 0,268 0,301 0,329 0,28
Редкое место, ПП 1 54 -0,219 0,05 0,055 0,064 0,065 0,067 0,067 0,06
Различие между густым и редким местом расположения малых проб, ПП 3 / ПП 1
2,0 3,8 4,0 4,2 4,1 4,5 4,9 4,6
Однако разброс значений оказался настолько велик, что при 5 деревьях на площадке есть средние диаметры более 50 см, а среднее значение диаметра на линии тренда даже увеличивается по сравнению с его значением на площадках с четырьмя деревьями.
60
50
40
30
у = 0,0571х6 - 1,3337х5 + 12,206х4 - 55,409х3 + 130,05х2 - 148,99х + 107,45
R2 = 0,1077
-1-1-1-1-1-1-1-1
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Число деревьев на площадке 10 на 10 м, шт.
Рис. 2. Влияние числа деревьев на площадке размером 10x10 м на средний диаметр деревьев на ней в
массиве сосны площадью 2.16 га.
Полученные результаты имеют очень серьезные теоретические последствия для лесоводства в целом и рубок ухода в частности. Так как в биологически спелом лесу на уровне микроценозов влияние густоты на диаметр деревьев становится незначимым и не превышает по своей силе 10%, то из этого следует, что разреживание густых мест в более раннем возрасте - в средневозрастных и приспевающих насаждениях - не будет иметь значимого эффекта для увеличения размера деревьев. Регуляция густоты с этой целью должна осуществляться в молодняках, в возрасте до 20 лет. Здесь возможно ее снижение даже в несколько раз, с оставлением только деревьев-лидеров при условии, что между ними будет расстояние не менее 1.7 м. Данный параметр для рубок ухода был установлен при специальной обработке и анализе данных этого же массива сосны с использованием метода ближнего
соседа, и этот параметр хорошо согласуется с результатами многолетних опытов с лесными культурами, в том числе культурами плантационного типа, о чем мы говорили в специальной статье [2].
В дальнейших исследованиях мы будем уточнять полученную силу влияния густоты, применяя другие методы анализа, с использованием полигонов питания деревьев.
Библиографический список
1. Рогозин М.В. Площадь питания дерева: анализ методов // Бюллетень науки и практики. 2018. Т. 4. № 7. С. 34-37.
2. Рогозин М.В. Рост сосны в зависимости от расстояний до соседних деревьев // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2018. № 3. С. 64-69.
