CC BY
12
Хвойные бореальной зоны. XXXVI, № 5, 2018
УДК 630.524
Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. XXXVI, № 5. С. 397-401
СТРОЕНИЕ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
Т. В. Батвенкина, И. А. Воробьева
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Диаметр ствола дерева является наиболее доступным для измерения таксационным показателем, который коррелятивно связан с другими характеристиками дерева. Закономерности строения древостоев по диаметру положены в основу методики построения объемных, сортиментных и товарных таблиц.
Целью исследований явилось изучение строения чистых сосновых древостоев центральной горной части Красноярского края. Для этого было заложено 18 пробных площадей. На каждой пробной площади было не менее 200 деревьев основного элемента леса, из них деловых стволов не менее 95 %. Все древостои характеризуются следующими таксационными показателями: возраст 85-120 лет, средний бонитет I—II, полнота 0,8-1,0, тип леса — осочково-разнотравный. Древостои пробных площадей представлены разными средними диаметрами от 16 до 36 см. Общий объем выборки составил 3630 деревьев.
Для выравнивания рядов распределения использовалась функция Вейбулла. Для рассматриваемых рядов распределения все уравнения характеризуются высокими коэффициентами детерминации (от 0,9970 до 0,9994) и небольшой относительной ошибкой (от 1,9 до 5,1 %). В результате получены выровненные ряды распределения числа стволов (%) по ступеням толщины.
Полученные модели позволяют решать ряд практических задач, в том числе устанавливать долю запаса древостоя, приходящуюся на ступени толщины менее 16 см. Эти данные могут быть использованы при проектировании и проведении рубок уход за лесными насаждениями. В дальнейшем на основе полученных данных планируется построение объемных и товарных таблиц.
Ключевые слова: строение древостоя, средний диаметр, функция Вейбулла, ряд распределения.
Conifers of the boreal area. 2018, Vol. XXXVI, No. 5, P. 397-401
STRUCTURE OF PINE STANDS IN THE CENTRAL PART OF THE KRASNOYARSK REGION
T. V. Batvenkina, I. A. Vorobeva
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
The diameter of the tree trunk is the most accessible for measuring taxonomic indicator correlative is associated with other characteristics of the tree. The structure offorest stands by diameter the basis of the method of constructing the volume, assortment and product tables.
The aim of the research was to study the structure of the pure pine stands of the central mountainous part of the Krasnoyarsk region. This was laid down on 18 plots. On each plots was at least 200 trees of the main forest element of their business trunks not less than 95 %. All stands are characterized by the following taxonomic characteristics: age 85—120 years, the average bonitet class I—II, the density of 0,8—1,0, the type of the forest — sedge-motley grass. The forest plots is represented by different average diameters from 16 to 36 cm Total volume of the sample amounted to 3630 trees.
For alignment of rows of distribution used the Weibull function. For the considered ranges of distribution of all the equations are characterized by high coefficients of determination (0,9970 to 0,9994) and a small relative error (from 1,9 to 5,1 %). The result is aligned ranges of the distribution of the number of stems (%) by levels of thickness.
The obtained models allow to solve a number of practical problems, including to set the share of growing stock, which accounts for the degrees of thickness less than 16 cm. These data can be used in the design and conduct offelling of the forest vegetation. In the future, based on the obtained data it is planned the volume and product tables.
Keywords: the structure of the forest stand, average diameter, the Weibull function, range of distribution.
Батвенкина Т. В., Воробьева И. А. Строение сосновых древостоев центральной части Красноярского края
ВВЕДЕНИЕ
Знание закономерностей в распределении числа стволов по таксационным показателям, в характере соотношений и связей между деревьями имеет большое прикладное значение в лесном хозяйстве.
Диаметр ствола дерева является наиболее доступным для измерения таксационным показателем, с ним в коррелятивной связи находятся другие таксационные характеристики дерева, также он является важнейшим объемообразующим фактором, который можно наиболее точно определить на растущем дереве [1].
В развитии теории строения обычно выделяют два этапа определяющих те или иные формы математических моделей:
- выявление закономерностей в строении древо-стоев через редукционные числа и по естественным ступеням толщины [12];
- использование конкретных функций для описания рядов распределения [2-4].
Во второй половине прошлого столетия изучением строения древостоев Сибири занимались П. М. Верхунов [2], С. С. Шанин [11], Н. Е. Суприянович [10]. Полученные ими результаты базировались на большом экспериментальном материале, представленном пробными площадями со сплошной рубкой и обмером деревьев, заложенными в сосновых древо-стоях Западной и Восточной Сибири. Н. Е. Суприянович [10] изучая строение древостоев Красноярского Приан-
гарья подразделял их на две группы: одновозрастные и разновозрастные. Это характерно для всех хвойных пород Сибири.
Закономерности строения древостоев по диаметру положены в основу методики построения объемных, сортиментных и товарных таблиц. Эти лесотаксаци-онные нормативы представляют собой ряды распределения по средним диаметрам отдельного дерева (объемные и сортиментные таблицы) или древостоя в целом (товарные таблицы). По сортиментным и товарным таблицам определяют выход деловой древесины по категориям крупности и сортам, а также выходы конкретных сортиментов, дров и отходов [12].
Для Красноярского края названные таблицы были составлены по лесохозяйственным районам [9]. Центральная часть его на тот момент приходилась на два района Подтаежно-лесостепные леса Восточной Сибири и Алтае-Саяно-Прибайкальские горные леса. По новому лесорастительному районированию большая часть расположена в Среднесибирском подтаежно-лесостепном районе Лесостепной лесорастительной зоны и незначительная часть в Алтае-Саянском горнотаежном лесном районе Южно-Сибирской горной лесорастительной зоны [7].
В последние десятилетия для центральной части Красноярского края исследователи занимаются прогнозированием строения сосняков именно Красноярской лесостепи [5], а ее горные участки таксируются по нормативам более южных районов.
В связи с этим объектом изучения настоящей работы выбраны одновозрастные чистые сосновые дре-
востои центральной горной части Красноярского края.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Для изучения чистых сосновых древостоев было заложено 18 пробных площадей в горных лесах Еме-льяновского и Маганского лесничествах Красноярского края. Общий объем выборки составил 3630 деревьев.
Пробные площади закладывались согласно ОСТ 56-69-83 [6], то есть не менее 200 деревьев основного элемента леса, из них деловых стволов не менее 95 %. Все древостои характеризуются следующими таксационными показателями: возраст 85-120 лет, средний бонитет I—II, полнота 0,8-1,0, тип леса - осочко-во-разнотравный. Возраст рубки 81—100 лет [8], следовательно, все древостои относятся к группе спелых.
Древостои пробных площадей представлены разными средними диаметрами от 16 до 36 см. В дальнейшем они были сгруппированы в объединенные пробы по средним диаметрам, число стволов переведено в относительные величины (%), в том числе нарастающим итогом (табл. 1).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Статистическая обработка проводилась с помощью прикладных программ STATISTICA, Excel. Для выравнивания рядов распределения использовалась функция Вейбулла:
d
y = a - be-" . (1)
Возможность ее применения для распределения деревьев по диаметру была подтверждена исследованиями М. В. Ганиной [3]. Показатели уравнений пробных площадей приведены в табл. 2.
По таблице видно, что все уравнения характеризуются высокими коэффициентами детерминации и небольшой относительной ошибкой. У пробных площадей со средними диаметрами 24, 28 и 32 см относительная ошибка около ±5 %, это объясняется тем, что объединенные пробы этих средних диаметров включают по 4—6 пробных площадей. К тому же у пробной площади со средним диаметром 24 см, наиболее короткий ряд распределения.
РЕЗУЛЬТАТЫ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Далее была составлена табл. 3, в которой приведены выровненные ряды распределения числа стволов нарастающим итогом стволов (%) по ступеням толщины. Плотность распределения числа стволов (%) по ступеням толщины всех пробных площадей с разными средними диаметрами иллюстрируется рисунком.
Полученные модели позволяют решать ряд практических задач, в том числе устанавливать долю запаса древостоя, приходящуюся на ступени толщины менее 16 см. Эти данные могут быть использованы при проектировании и проведении рубок уход за лесными насаждениями.
Таблица 1
Распределение стволов по ступеням толщины объединенных пробных площадей
Ступень толщины, см 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 Итого
Dср = 16 см
Число стволов, % 9,0 23,0 21,0 12,0 10,0 5,0 4,5 2,5 3,0 5,0 3,5 1,5 - - - 100
% нарастающим итогом 9,0 32,0 53,0 65,0 75,0 80,0 84,5 87,0 90,0 95,0 98,5 100
Dср = 20 см
Число стволов, % 6,0 15,0 13,5 13,0 10,5 7,5 10,5 7,0 5,5 6,5 3,5 1,5 - - - 100
% нарастающим итогом 6,0 21,0 34,5 47,5 58,0 65,5 76,0 83,0 88,5 95,0 98,5 100
Dср = 24 см
Число стволов, % - 3,0 7,2 11,9 15,8 18,2 23,0 12,6 4,9 2,1 0,9 0,4 - - - 100
% нарастающим итогом - 3,0 10,2 22,1 37,9 56,1 79,1 91,7 96,6 98,7 99,6 100
Dср = 28 см
Число стволов, % - - 3,8 7,2 11,2 18,8 19,0 19,8 10,8 5,4 3,0 0,6 0,3 0,1 - 100
% нарастающим итогом - - 3,8 11,0 22,2 41,0 60,0 79,8 90,6 96,0 99,0 99,6 99,9 100
Dср = 32 см
Число стволов, % - - 3,2 4,4 6,4 11,8 13,8 17,5 15,8 15,0 4,4 3,2 2,5 2,0 - 100
% нарастающим итогом - - 3,2 7,6 14,0 25,8 39,6 57,1 72,9 87,9 92,3 95,5 98,0 100
Dср = 36 см
Число стволов, % - - - 6,3 10,8 12,6 15,7 12,4 13,2 13,2 7,3 4,2 2,9 0,7 0,7 100
% нарастающим итогом - - - 6,3 17,1 29,7 45,4 57,8 71,0 84,2 91,5 95,7 98,6 99,3 100
Батвенкина Т. В., Воробьева И. А. Строение сосновых древостоев центральной части Красноярского края
Таблица 2
Параметры и показатели оценки адекватности уравнений
Пробная площадь со Коэффициент уравнения Статистический показатель
средним диаметром а Ь с а К Ц, %
Бср = 16 см 107,73 204,73 0,2091 0,6918 0,9970 ±3,1
Бср = 20 см 116,05 129,45 0,0186 1,2165 0,9992 ±1,9
Бср = 24 см 101,66 105,15 0,0000365 3,1057 0,9970 ±5,1
Бср = 28 см 100,78 107,94 0,0000123 3,3235 0,9978 ±3,9
Бср = 32 см 100,32 103,29 0,0000042 3,4746 0,9978 ±4,2
Бср = 36 см 100,16 105,31 0,0000122 3,1893 0,9994 ±1,4
Таблица 3
Выравненные ряды распределения
Ступень толщины, см Число стволов нарастающим итогом (%) на пробной площади со средним диаметром
16 см 20 см 24 см 28 см 32 см 36 см
6 8,3 6,2 - - - -
10 34,5 20,8 1,3 - - -
14 51,8 34,4 9,5 1,1 1,1 -
18 64,0 46,8 22,9 10,9 6,5 7,0
22 73,0 57,8 40,4 25,2 15,3 16,7
26 79,8 67,4 59,2 42,8 27,3 29,4
30 85,0 75,7 76,1 61,0 42,0 43,9
34 89,1 82,7 88,6 77,0 57,6 58,8
38 92,4 88,7 96,1 88,7 72,2 72,4
42 95,0 93,7 99,7 95,7 83,9 83,3
46 97,1 97,8 100 99,1 92,0 91,1
50 98,8 100 - 100 96,8 95,9
54 100 - - - 99,1 98,4
58 - - - - 100 99,6
62 - - - - - 100
Плотность распределения стволов при разных средних диаметрах
Хвойные бореальной зоны. XXXVI, № 5, 2018
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования подтверждают возможность использования функции Вейбулла для распределения деревьев по диаметру. Полученные ряды распределения соответствуют общим закономерностям.
В дальнейшем на основе полученных данных планируется построение объемных и товарных таблиц, сравнение их с существующими таблицами сосняков Красноярской лесостепи и Алтае-Саянского горнотаежного района [5].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Батвенкина Т. В., Гончарук В. В. Таксация лесосечного фонда сосновых древостоев Красноярского Приангарья / Сиб. гос. технологич. ун-т. Красноярск,
2008. 134 с.
2. Верхунов П. М. Закономерности строения разновозрастных сосняков. Новосибирск : Наука, 1976. 254 с.
3. Ганина М. В. Распределение деревьев по диаметру с помощью функции Вейбулла // Лесоведение. 1984. № 2. С. 67-70.
4. Гончарук В. В., Кузьмичев В. В. Зависимость высот деревьев от их толщины в сосновых древостоях // Лесная таксация и лесоустройство : сб. ст. Красноярск, 1993. С. 9-16.
5. Неповинных А. Г. Прогнозирование строения и роста сосняков Красноярской лесостепи : автореф. дис. ... канд. сельхоз. наук: 06.03.02. Красноярск,
2009. 20 с.
6. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные: метод закладки. М. : ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1983. 60 с.
7. Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации : Приказ Минприроды России от 18.08.2014 № 367. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
8. Об установлении возрастов рубок : Приказ Рос-лесхоза от 09.04.2015 № 105. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
9. Сортиментные и товарные таблицы для древо-стоев Западной и Восточной Сибири. Красноярск : СТИ и ИЛиД, 1991. 146 с.
10. Суприянович Н. Е. Строение и рост сосняков Приангарья // Таксационные исследования лесов Сибири. Красноярск, 1977. С. 31-75.
11. Шанин С. С. Строение сосновых и лиственничных древостоев Сибири. М. : Лесн. пром-сть, 1965. 106 с.
12. Шевелев С. Л. Таксация леса : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. 265 с.
REFERENCES
1. Batvenkina T. V., Goncharuk V. V. Taksatsiya lesosechnogo fonda sosnovykh drevostoyev Krasnoyarsk-ogo Priangar'ya / Sib. gos. tekhnologich. un-t. Krasnoyarsk, 2008, 134 s.
2. Verkhunov P. M. Zakonomernosti stroyeniya raznovozrastnykh sosnyakov. Novosibirsk, Nauka, 1976, 254 s.
3. Ganina M. V. Raspredeleniye derev'yev po dia-metru s pomoshch'yu funktsii Veybulla // Lesovedeniye. 1984, №. 2, S. 67-70.
4. Goncharuk V. V., Kuz'michev V. V. Zavisimost' vysot derev'yev ot ikh tolshchiny v sosnovykh drevo-stoyakh // Lesnaya taksatsiya i lesoustroystvo : sb. st. Krasnoyarsk, 1993, S. 9-16.
5. Nepovinnykh A. G. Prognozirovaniye stroyeniya i rosta sosnyakov Krasnoyarskoy lesostepi : avtoref. dis. ... kand. sel'khoz. nauk: 06.03.02. Krasnoyarsk, 2009, 20 s.
6. OST 56-69-83. Ploshchadi probnyye lesoustroi-tel'nyye: metod zakladki. Moscow, TSBNTI Gosleskhoza SSSR, 1983, 60 s.
7. Ob utverzhdenii Perechnya lesorastitel'nykh zon Rossiyskoy Federatsii i Perechnya lesnykh rayonov Rossiyskoy Federatsii : Prikaz Minprirody Rossii ot 18.08.2014 №. 367. Dostup iz sprav.-pravovoy sistemy "Konsul'tantPlyus".
8. Ob ustanovlenii vozrastov rubok : Prikaz Rosles-khoza ot 09.04.2015 №. 105. Dostup iz sprav.-pravovoy sistemy "Konsul'tantPlyus".
9. Sortimentnyye i tovarnyye tablitsy dlya drevo-stoyev Zapadnoy i Vostochnoy Sibiri. Krasnoyarsk, STI i ILiD, 1991. 146 s.
10. Supriyanovich N. E. Stroyeniye i rost sosnyakov Priangar'ya // Taksatsionnyye issledovaniya lesov Sibiri. Krasnoyarsk, 1977, S. 31-75.
11. Shanin S. S. Stroyeniye sosnovykh i listvennichnykh drevostoyev Sibiri. Moscow, Lesn prom-st', 1965, 106 s.
12. Shevelev S. L. Taksatsiya lesa : ucheb. posobiye / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016, 265 s.
© Батвенкина Т. В., Воробьева И. А., 2018
Поступила в редакцию 10.07.2018 Принята к печати 31.10.2018
