CC BY
50
УДК 630*566(476)
Р. В. Азарчик, аспирант
ТАБЛИЦЫ ХОДА РОСТА ДЛЯ ТАКСАЦИИ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ
РАЗНОЙ ГУСТОТЫ
In article с heck of a ccuracy of a t echnique о f de finition of qua ntity of t rees о n hectare i s considered. The quantity of groups de nsity i s с ertain and their b orders, have been made the analysis mensuration parameters, and on the basis of the received groups tables of a course of growth of modal forest stands depending on density (forest mensuration measurement data) are made. Certain laws are revealed. The short analysis is given the received results.
Введение. В нашей стране существует большое количество различных моделей хода роста древостоев. Все они, как правило, построены либо для нормальных насаждений, имеющих максимальную сумму площадей сечения деревьев и, следовательно, максимальный запас на единице площади (таблицы хода роста (ТХР) И. Д. Юрневича и Н. Ф. Ловчего, В. Е. Ермакова и др.), либо для модальных (средних) древостоев (В. Ф. Багинский), либо для эталонных древостоев, имеющих высший уровень производительности (О. А. Атро-щенко), которые не охватывают всего разнообразия лесного фонда (ЛФ) республики. А ТХР, отражающих особенности роста древостоев различной густоты, нет либо представлены в малом количестве. В основу имеющихся моделей заложены как показатели условий местопроизрастаний (типы леса) (И. Д. Юр-кевича и Н. Ф. Ловчего, В. Е. Ермакова и др.), так и показатели продуктивности древостоев (бонитеты) (Н. Н. Свалов, Ф. П. Моисеенко, О. А. Атрощенко и др.). В работе в основе ле-сотаксационных нормативов используются типы леса, так как «анализ их (таблиц хода роста по типам леса) со всей очевидностью показывает, что подобные таблицы должны являться более надежной основой для проектирования и осуществления любых лесохозяй-ственных мероприятий» [1].
В нашей работе было поставлено ряд задач:
- выделение групп по количеству деревьев на 1 га чистых (условно чистых) сосновых древостоев;
- разноска опытного материала (временные пробные площади) по группам густоты и обработка данных в рамках созданных групп;
- анализ взаимосвязи основных таксационных показателей древостоев сосны с их густотой;
- получение их динамики по данным группам;
- сравнение полученных результатов с существующими таблицами хода роста.
Построение таблиц хода роста по густоте и внедрение их в практику лесного хозяйства даст возможность расширить круг задач управления, контроля и проектирования ве-
дения лесного хозяйства, а также принятия правильного управленческого решения. Данные таблицы хо да ро ста также по зо шт более корректно актуализировать естественные процессы, происходящие в лесном фонде республики.
Объекты и методика создания лесо-таксационных нормативов для оценки производительности сосновых древостоев Республики Беларусь. Для получения динамики основных таксационных показателей сосновых древостоев при оценке их производительности мы использовали статистический метод на основе 649 временных пробных площадей (ВПП). Данные представлены ВПП лесоустройства, из которых 29 было заложено автором. ВПП равномерно охватывают каждый из семи лесорас-тительных районов республики.
Также на основе имеющих ВПП была оп-робированна и проверенна методика определения среднего количества деревьев на одном гектаре (густоты) [2]. Проверка точности расчета количества деревьев исходя из среднего объема ствола [3] осуществлялась с применением однофакторного анализа [4]. Проверяемая нулевая гипотеза заключалась в том, что определения количества деревьев на 1 га посредством объема среднего ствола (в зависимости от средней высоты Н^ и площади сечения среднего дерева gcp) корректно отображает реальное количество деревьев. Для проверки нулевой гипотезы вычислялся F-критерий:
F = S> -I) S2( I -1)'
где Si -у)\
i = 1
sr2=ЕЕ (Y - Y )2,
i = 1 J = 1
где I- число способов расчета густоты (2); п — число пробных площадей; yi — среднее значение какого-либо параметра по всем пробным площадям для i-того способа вычислений; уу — величина какого-либо параметрау-той пробной площади при i-том способе вычислений; у — среднее значение какого-либо параметра по
всем пробным площадям и способам вычислений.
Далее вычисленный ^-критерий сравнивался с табличным значением ^-критерия Фишера. Анализ точности методики определения густоты осуществлялся как в целом по В1III. так и в отдельности по породам и типам леса. Во всех случаях вычисленные ^-критерии имеют величины значительно более низкие, нежели табличное значение критерия Фишера. Данные анализа говорят о состоятельности вышеизложенного метода для определения количества деревьев на 1 га.
Лесотаксационные нормативы для оценки производительности сосновых древостоев рассчитывались по пяти основным наиболее представленным типам леса: сосняк мшистый (С. мш.), сосняк вересковый (С. вер.), сосняк черничный (С. чер.), сосняк орляковый (С. ор.) и сосняк кисличный (С. кис.) По данным В. Ф. Багинского, данные типы леса занимают 79,4% от покрытой сосняками площади [5].
Все имеющиеся ВПП мы делили на группы густот. Границы групп определялись с помощью центральной кривой-гида. Построение данной кривой осуществлялась на материале повыделенной базы данных 14 лесхозов, равномерно представляющих все семь лесорасти-тельных районов республики. Для корректировки данных были использованы уравнения для систематических ошибок определения среднего диаметра Бср древостоя, средней высоты Нср древостоя и общего запаса древостоя М на 1 га [6]. Мето джа определение границ была разработана ранее [2]: Первоначально ВПП делились на 2 группы: густые (ВПП, ка-личество деревьев на гектаре которых превышал среднее значение кривой-гида) и редкие (ВПП с количеством деревьев на гектаре меньшим значения кривой-гида).
Затем мы получали такие показатели, как средний диаметр, среднюю высоту, сумму площадей сечения и запас растущей стволовой древесины на 1 га для каждой группы густоты по возрастам.
Впоследствии каждый из четырех таксационных показателей для каждой группы густоты сглаживался специальной программой WSP [7].
В результате мы получили динамику таксационных показателей для сосновых древостоев различной густоты по типам леса по десятилетним интервалам. Расчетным путем были получены для десятилетий количество деревьев на гектаре N видовое число ^ и относительная полнота Р. С. мш. из-за достаточного количества ВПП (340) делили на 4 группы густоты (имеющиеся первоначальные две групп делились срединной кривой-гид), однако анализ данных показал отсутствие существенных отличий в смежных груп-
пах по основным таксационным показателям. Таким образом, мы определили достаточность двух групп по густоте. В итоге исходя из репрезентативности ВПП по группам С. мш. (340), С. вер. (60) и С. орл. (97) были поделены на две группы (редкие и густые), а С. кис. (33) и С чер. (119) из-за отсутствия необходимого количества ВПП и характера распределения по отношению к кривой-гиду образовали по одной группе (густые).
Для каждого типа леса помимо групп определялись средние основные таксационные показатели. Полученные результаты приведены в табл. 1-3.
Таблица 1
Динамика модальных древостоев С. вер. по группам густот
А Н Б N О М Р
Редкие
15 5,3 4,4 4755 7,13 29,6 0,781 0,44
20 8,2 8,6 2550 14,95 91,2 0,742 0,65
25 10,4 11,9 1784 19,85 131,3 0,638 0,74
30 11,9 14,3 1385 22,33 153,5 0,578 0,77
35 12,9 16,1 1127 22,87 161,3 0,546 0,76
40 13,5 17,3 933 21,93 158,3 0,533 0,71
45 13,9 18,2 769 19,95 147,6 0,532 0,64
50 14,1 18,8 623 17,36 132,4 0,542 0,55
55 14,2 19,4 491 14,58 116,1 0,561 0,46
60 14,4 20,2 376 11,98 101,4 0,589 0,38
65 14,7 21,1 285 9,96 91,5 0,627 0,31
70 15,2 22,4 224 8,86 89,0 0,663 0,27
75 16,0 24,3 195 9,04 96,8 0,671 0,27
80 17,2 26,9 191 10,82 117,6 0,634 0,32
85 18,8 30,2 202 14,52 153,8 0,564 0,41
90 20,9 34,6 218 20,44 208,0 0,487 0,56
Густые
15 4,8 3,6 12558 12,99 54,4 0,866 0,87
20 6,7 5,3 7555 16,67 89,7 0,800 0,84
25 8,4 7,0 5125 19,54 119,2 0,723 0,84
30 10,0 8,6 3720 21,71 143,5 0,663 0,83
35 11,4 10,3 2822 23,30 163,3 0,617 0,83
40 12,6 11,9 2208 24,40 179,2 0,583 0,82
45 13,7 13,4 1768 25,09 191,8 0,557 0,81
50 14,7 15,0 1442 25,45 201,6 0,538 0,80
55 15,6 16,5 1195 25,56 209,1 0,523 0,78
60 16,5 18,0 1003 25,48 214,9 0,512 0,76
65 17,2 19,4 853 25,28 219,4 0,503 0,74
70 18,0 20,8 735 25,01 223,2 0,497 0,72
75 18,6 22,2 641 24,74 226,6 0,491 0,71
80 19,3 23,4 568 24,51 230,2 0,486 0,69
85 20,0 24,7 511 24,37 234,4 0,481 0,68
Окончание табл.
А Н Б N О М Е Р
90 20,6 25,8 468 24,38 239,6 0,476 0,67
95 21,3 26,8 437 24,58 246,3 0,470 0,67
100 22,1 27,6 419 25,02 254,9 0,462 0,67
105 22,9 28,2 411 25,75 266,1 0,452 0,68
Таблица 2 Динамика модальных древостоев С. мш. по группам густот
Окончание табл. 3
А Н Б N О М Е Р
25 14,7 16,0 1462 29,24 233,8 0,545 0,83
30 16,9 18,1 1240 31,78 270,3 0,503 0,86
35 18,7 19,8 1055 32,40 290,1 0,478 0,85
40 20,2 21,3 892 31,67 297,4 0,466 0,81
45 21,3 22,7 744 30,15 296,7 0,463 0,76
50 22,2 24,3 612 28,38 293,0 0,465 0,70
55 23,1 26,2 498 26,93 291,8 0,469 0,65
60 24,1 28,8 406 26,41 299,1 0,471 0,63
65 25,3 32,1 340 27,58 321,7 0,462 0,63
70 26,9 36,6 299 31,45 367,0 0,434 0,69
Густые
30 14,9 14,8 1927 33,12 271,8 0,552 0,94
35 16,6 16,2 1546 31,84 273,5 0,516 0,87
40 18,3 17,7 1267 31,09 280,6 0,494 0,83
45 19,7 19,2 1061 30,79 292,0 0,481 0,80
50 21,1 20,8 907 30,85 306,7 0,472 0,78
55 22,3 22,4 789 31,17 323,4 0,465 0,77
60 23,4 24,0 698 31,68 341,1 0,460 0,76
65 24,4 25,6 626 32,26 358,6 0,455 0,76
70 25,4 27,2 566 32,84 374,8 0,450 0,75
75 26,2 28,7 517 33,32 388,7 0,445 0,75
80 27,0 30,1 474 33,60 399,2 0,441 0,73
85 27,6 31,3 436 33,62 405,3 0,436 0,72
90 28,2 32,5 402 33,28 406,1 0,432 0,70
95 28,8 33,5 370 32,51 400,9 0,429 0,67
100 29,2 34,3 339 31,26 388,9 0,426 0,63
105 29,5 34,8 309 29,463 369,4 0,425 0,59
Анализируя данные табл. 1-5, можно отметить ряд особенностей, а именно то, что средняя высота древостоя в малой степени зависит от его густоты (рис. 1), что также подтверждается исследованиями В. П. Машков-ско ю и И. В. Толкача [8]., средний диаметр древостоя значительно отличается как по группам густот, так и по типам леса (рис. 2), причем с увеличением густоты древостоев наблюдается уменьшение среднего диаметра с повышением плодородия почв - увеличения среднего диаметра.
Данные по количеству деревьев на гектаре выявляют следующую тенденцию: в более богатых типах леса наблюдается меньшая густота. Эту особенность отмечал еще Варгас де Беде-мар (1846 г.): «...число стволов находится в обратном отнощении к степеням добротности почвы, т. е. лучшей почве соответствует меньшее число стволов».
Данные запасов, отображающие в определенной степени продуктивность насаждений, в оче-
А Н Б N О М Е Р
Редкие
15 7,6 6,3 5897 18,636 105,4 0,740 0,86
20 9,7 9,0 3131 20,021 130,1 0,671 0,78
25 11,6 11,5 2006 20,900 149,4 0,616 0,73
30 13,4 13,8 1421 21,374 164,3 0,574 0,70
35 15,1 16,0 1072 21,539 175,8 0,542 0,67
40 16,6 18,0 843 21,486 184,6 0,517 0,64
45 18,0 19,9 684 21,298 191,5 0,499 0,62
50 19,3 21,7 569 21,049 197,2 0,485 0,59
55 20,4 23,4 484 20,803 202,2 0,475 0,57
60 21,4 25,0 418 20,615 206,8 0,468 0,56
65 22,3 26,7 368 20,525 211,3 0,463 0,55
70 22,9 28,3 328 20,566 215,9 0,458 0,54
75 23,3 29,9 297 20,755 220,3 0,455 0,54
80 23,5 31,5 271 21,097 224,5 0,452 0,55
85 23,5 33,1 251 21,586 228,0 0,450 0,56
Густые
20 8,8 6,9 7840 29,203 170,6 0,720 1,21
25 11,0 9,0 4505 28,834 186,2 0,627 1,04
30 12,9 11,1 2944 28,450 207,2 0,572 0,95
35 14,6 13,1 2091 28,082 220,5 0,537 0,88
40 16,1 15,0 1576 27,759 230,2 0,514 0,84
45 17,5 16,8 1241 27,503 239,5 0,498 0,80
50 18,7 18,5 1014 27,334 248,4 0,487 0,78
55 19,7 20,2 853 27,267 257,2 0,479 0,76
60 20,6 21,7 736 27,313 266,2 0,473 0,75
65 21,4 23,2 649 27,480 275,4 0,467 0,75
70 22,2 24,6 583 27,769 285,1 0,463 0,74
75 22,8 25,9 534 28,178 295,3 0,459 0,75
80 23,4 27,1 496 28,696 306,1 0,455 0,75
85 24,0 28,2 469 29,310 317,6 0,451 0,76
90 24,5 29,2 448 29,999 329,5 0,447 0,77
95 25,0 30,0 435 30,734 341,6 0,444 0,78
100 25,5 30,6 427 31,479 353,8 0,440 0,79
105 26,0 31,1 425 32,192 365,4 0,437 0,80
110 26,4 31,3 428 32,819 375,9 0,435 0,81
Таблица 3 Динамика модальных древостоев С. ор. по группам густот
А Н Б N О М Е Р
Редкие
15 8,6 10,0 2103 16,38 96,4 0,684 0,55
20 11,9 13,3 1746 24,27 177,0 0,613 0,73
редной раз подтверждают закон Эрхарда - Эйх-горна, а именно: с увеличением плодородия почв увеличивается продуктивность насаждений.
Н 27,0
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10111 12 13 14 15 16 17 18 19 20А
Рис. 1. Динамика средних высот по группам густоты (С. мш.)
О 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20А
- мш-густые
- мш-редкие
- вер-густые -вер-редкие
- ор-густые
- ор-редкие
Рис. 2. Динамика среднего диаметра по типам леса и группам густот
В нашем случае наименьшей продуктивностью обладают насаждения с наименьшим бонитетом (плодородием почв) - сосняки вересковые, выше - сосняки мшистые и черничные и максимальной продуктивностью, древостой с наивысшим бонитетом (плодородием почв) - сосняки кисличные и орляковые, причем средние запасы на 1 га в С. мш. и С. чер. практически равны. Этот факт говорит о схожести данных типов леса в плане плодородия почв (близкие бонитеты) и схожести по лесорастительному эффекту (рис. 3). Так же наблюдается взаимосвязь между запасом и густотой, а именно - более густые насаждения обладают большими запасами, наиболее этот момент прослеживается у С. мш. (рис. 4).
Сумма площадей сечения характеризуется большими значениями в более густых древо-стоях. Из рис. 5 видно, что как для густых, так и редких древостоев характерна колебательная динамика сумм площадей сечения. Однако густые древостой характеризуются меньшей амплитудой колебания сумм площадей сечения, нежели редкие древостой.
Данное явление можно объяснить тем, что в редких древостоях из-за наличия большего свободного пространства начинается интенсивное
увеличение среднего диаметра в молодняках и средневозрастных древостоях (рис. 5), затем рост резко замедляется.
15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115
Рис. 3. Динамика запаса древостоев на корню по типам леса
Рис. 4. Динамика запаса древостоев на корню по группам густот (С. мш.)
Естественный отпад в это время усиливается, что ведет к уменьшению суммы площадей сечения. Для густых древостоев данная тенденция не наблюдается (рис. 2). Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что наиболее неустойчивыми являются редкие древостой.
15 20 25 30 35 40 45 50 55
85 90 95 100 105 110 115 120
-мш-густые --вер-редкие -
-вер-густые ---Х- ор-густые —♦—мш-редкие -ор-редкие -1-кис-густые -чер-густые
Рис. 5. Динамика сумм площадей древостоев на корню по группам густот и типам леса
Относительную стабильность сумм площадей сечения в густых средневозрстных насаждениях можно объяснить интенсивными рубками ухода, которые сдерживают ее рост. Следует отметить, что активное увеличение сумм площадей сечения наступает в приспевающих насаждениях.
При составлении макетов нормативов (ТХР) полученные средние высоты и диаметры сравнивались с существующими таблицами хода
25,0
23,0
21,0
19,0
17,0
15,0
13,0
11,0
3,0
роста. А именно: ход роста сосновых древосто-ев естественного происхождения (В. С. Ми-рошникова), ход роста сосновых древостоев (Ф. П. Моисеенко, В. Ф. Багинский), динамика продуктивности эталонных сосняков Белоруссии по основным типам леса (В. Е. Ермаков), ход роста древостоев искусственного происхождения (В. С. Мирош-ников, О. А. Трулль, В. Е. Ермаков), ход роста И. Д. Юркевича, а по сумме площадей сечения еще и с стандартными таблицами сумм площадей сечения и запасов нормальных насаждений при полноте 1,0 и нормативными таблицами для инвентаризации лесного фонда БССР [9].
Отметим, что наименьшие отклонения по рассчитанными нами высоте и диаметру для всех групп наблюдается с таблицами Ф. П. Моисеенко и В. Ф. Багинского, а по высоте так же еще и таблицы В. С. Мирошникова.
Как видно из рис. 6, наша динамика сумм площадей сечения на гектаре отклоняется от имеющихся таблиц, наименьшее отклонение наблюдается с ТХР В. Ф. Багинского.
123456789 10
—■— Мирошников —Ж—Багинский
---Редкие
—•—Бел табл
—искуственные Мирошников
-■к-- Моисеенко-Багинский
------Эталоные Ермаков
—ж— Густые —I—G станд
Рис. 6. Динамика сумм площадей различных таблиц хода роста
Заключение. В работе рассмотрены имеющиеся модели хода роста, сделан их краткий анализ. Определена возможность использования разработанной ранее методики разбивки древостоев по густоте, динамика таксационных показателей для каждой группы в пределах каждого из пяти типов леса.
Как показали исследования, динамика таксационных показателей древостоев разной густоты имеет определенную закономерность во всех пяти типах леса. А именно: средняя высота древостоев практически не зависит от густоты насаждения, в отличии от среднего диаметра, который имеет прямую зависимость от данного показателя (чем более густое насаждение, тем меньше средний
диаметр). Также наблюдается увеличение среднего диаметра с возрастанием плодородия почвы.
Следует отметить, что как для густых, так и редких древостоев характерна колебательная динамика сумм площадей сечения. Причем амплитуда колебаний в редких древостоях значительно больше, нежели в густых. На относительную стабильность сумм площадей сечения в густых средневозрастных древостоях большое влияние оказывают рубки ухода.
Наименьшие отклонения по рассчитанными нами средним высотам и диаметрам для всех групп наблюдается в сравнении с данными таблицы Ф. П. Моисеенко и В. Ф. Багинского, а по высоте так же еще и таблицы B.C. Мирошникова.
Составленные в ходе исследования таблицы могут использоваться при управлении, планировании ведения лесного хозяйства и лесоустройства и охватывают практически все сосновые древостой основных типов леса.
Литература
1. Козловский, В. Б. Ход роста лесообра-зующих пород СССР / В. Б. Козловский, В. М. Павлов // Лесная промышленность - М., 1967.-327 с.
2. Азарчик, Р. В. Динамика таксационных показателей сосновых древостоев разной густоты / Р. В. Азарчик // Труды БГТУ. Сер. I, Лесн. хоз-во. - 2007. - Вып. XV. - С. 33-38.
3. Разработать биогеофизическую теорию конкуренции растений в древостое за ресурсы среды: научн. отчет; рук. темы В. П. Маш-ковский. - Минск, 2005. - 84 с.
4. Лакин, Г. Ф. Биометрия: учеб. пособие для биол. специальностей вузов / Г. Ф. Лакин. - 4-е изд., перераб и доп. - М.: Высшая школа., 1990. - 351 с.
5. Багинский, В. Ф. Нормативные материалы для таксации лесов Белорусской ССР / В. Ф. Багинский. - М., 1984. - 308 с.
6. Атрощенко, О. А. Система моделирования и прогноза роста древостоев (на примере БССР): дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.03.02. / О. А. Атрощенко. - Киев, 1985. - 520 с.
7. Машковский, В. П. Сглаживание эмпирических зависимостей / В. П. Машковский // Тр зцы БГТУ. Сер . I, Лесн. х о-во. - 2003. -Вып. XI. - С. 154-157.
8. Машковский, В. П. Динамика верхних высот в древостоях разной густоты / В. П. Машковский, И. В. Толкач // Тр зцы БГТУ. Сер . I, Лесн. хоз-во. - 2006. - Вып. XIV. - С. 56-59.
9. Мирошников, В. С. Справочник таксатора / В. С. Мирошников [и др.]. - Минск, 1980. -360 с.
