CC BY
47
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ ПО
ДИАМЕТРУ
ГАХРАМАНИ ЛОГМАН, преподаватель Курдистанского университета Ирана,
О. А. ХАРИН|, проф. каф. лесоустройства и охраны лесаМГУЛ
1. Распределение числа деревьев по диаметру
В процессе формирования высокопродуктивных хозяйственно ценных сосновых насаждений большое значение придается раскрытию особенностей строения их основного компонента, т.е. древостоя, в котором порядок сочетания деревьев отражает закономерности распределения, изменчивость и взаимосвязь таксационных показателей.
Основными таксационными показателями строения насаждений являются ряды распределения числа по ступеням толщины, которые дают возможность получить представление о строении насаждений. Эти данные используются при составлении товарных таблиц, при разработке моделей сорти-ментации лесного и лесосечного фонда, при изучении роста насаждений и при проектировании лесохозяйственных мероприятий.
Одной из центральных задач моделирования строения насаждений является подбор соответствующих законов для аппрок-
симации распределений деревьев по ступеням толщины.
В данной работе была проведена математическая обработка результатов исследований сосновых насаждений.
Методика исследования
Основным методом сбора экспериментальных материалов явился лесовод-ственно-таксационный, который заключался в биометрических измерениях и описаниях компонентов сосновых насаждений. Детальное изучение особенностей структуры и строения сосновых насаждений, оценки влияния изреживания и изучения процесса естественного изреживания выполнено на пробных площадях размером 0,15-0,25 га, заложенных в сосновых насаждениях, произрастающих в условиях Московской области, в 2002-2004 гг. Были проведены биометрические измерения на 14 восстановленных постоянных пробных площадях, заложенных Н.М. Набатовым в сосновых насаждениях в квартале 83/66 Гребневского лесничества в
20
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2006
1972 г. Также были использованы материалы 7 постоянных пробных площадей, заложенных в лесной даче Тимирязевской сельскохозяйственной академии.
Закладка пробных площадей осуществлялась по принятым в лесной таксации стандартным методикам [1, 2].
Достоверное установление любого таксационного признака древостоя регламентируется представительством деревьев на пробной площади в определенном возрасте. В наших исследованиях в качестве опытного материала использовались пробные площади с числом стволов, отвечающим требованиям, установленным лесоустроительной инструкцией.
Для выравнивания эмпирических данных использованы следующие законы распределения: нормальный, логнормаль-ный, экспоненциальный, равномерный, гамма, бета, Вейбулла. Соответствие теоретических распределений эмпирическим оценивалось по критерию X - Пирсона на 5 %-м и 1 %-м уровнях значимости при соответствующей степени свободы. В случае если
Х(расчетный) < Х (критический), то нулевая гипотеза подтверждается - теоретическая кривая описывает эмпирический ряд. Если же
Х(расчетный) > Х (критический^ то нулевая гипотеза отвергается - теоретическая кривая не описывает эмпирический ряд.
В сосновых насаждениях распределение числа деревьев (в %) по естественным ступеням толщины (ЕСТ) в возрасте от 40 до
90 лет характеризуется положительной асимметрией и отрицательным эксцессом (табл. 1).
По мере увеличения возраста насаждений наблюдается общая тенденция на увеличение эксцесса. Оценка достоверности асимметрии по критерию ¿-Стьюдента показывает, что в диапазонном возрасте 40-90 лет существование асимметрии недостоверно (¿а < 1,96), т.е. рассматриваемые распределения достаточно близки к симметричным. Оценка достоверности эксцесса по критерию ¿-Стьюдента также свидетельствует об отсутствии отклонения указанных кривых распределений от нормального по своему эксцессу (¿Е < 1,96).
Значения среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации рядов распределений числа деревьев (в %) по ЕСТ с возрастом уменьшается, что свидетельствует о том, что по мере увеличения возраста насаждений размах распределения уменьшается. Это указывает на то, что в сосновых насаждениях с возрастом число деревьев тонких и крупных ступеней толщины уменьшается, в то время как количество деревьев центральных ступеней толщины увеличивается (табл. 1).
Проведенный анализ позволяет сделать заключение о перспективности использования кривого бета-распределения (40-50 лет) и кривого нормального распределения (60-90 лет) в исследовании по строению сосновых насаждений (табл. 2).
Таблица 1
Статистические характеристики распределения числа деревьев (в %) по ЕСТ в
сосновых насаждениях
Возраст, лет м Р, % 5 V, % а е ¿а ¿е
40 0,942 2,5 0,243 25,8 0,133 - 0,557 0,55 - 1,16
50 0,968 2,4 0,232 24,0 0,123 - 0,478 0,51 - 1,00
60 0,987 2,2 0,215 21,8 0,158 - 0,462 0,66 - 0,96
70 0,997 2,0 0,204 20,5 0,161 - 0,451 0,67 - 0,94
80 1,003 1,9 0,194 19,3 0,133 - 0,405 0,55 - 0,84
90 1,008 1,8 0,184 18,3 0,126 - 0,378 0,53 - 0,79
Примечание: м - средняя арифметическая ЕСТ; р - точность М; - среднее квадратическое отклонение; v - коэффициент вариации; а - показатель асимметрии; е - показатель эксцесса; iа - критерий ¿-Стьюдента асимметрии; ¿Е - критерий ¿-Стьюдента эксцесса.
Таблица 2
Распределение числа деревьев (в %) по ЕСТ в сосновых насаждениях
ЕСТ Возраст насаждений, лет
40 50 60 70 80 90
Число деревьев, %
0,6 9,50 6,91 4,77 2,48 2,00 1,07
0,7 12,40 11,20 9,57 9,32 8,34 6,97
0,8 13,90 14,07 13,59 14,60 13,90 13,51
0,9 14,30 15,30 15,94 17,23 17,26 18,05
1 13,70 14,96 16,27 17,23 18,00 19,42
1,1 12,30 13,28 14,69 15,10 16,28 17,53
1,2 10,30 10,64 11,66 11,57 12,64 13,12
1,3 7,60 7,49 7,89 7,52 7,94 7,59
1,4 4,60 4,35 4,20 3,80 3,33 2,67
1,5 1,40 1,78 1,44 1,14 0,28 0,06
Итого 100 100 100 100 100 100
2 Х д 2,31 0,89 0,72 1,28 3,29 6,55
2 Х 0,05 12,59 12,59 11,07 11,07 9,49 9,49
Примечание: X - критерий Пирсона.
Рис. 1. Распределение числа деревьев (в %) по ЕСТ в сосновых насаждениях
В сосновых насаждениях в возрасте от 40 до 90 лет деревья естественных ступеней толщины ниже 1,0 составляют 61 % от общего количества деревьев, а деревья ЕСТ выше 1,0 - 39 %.
Полученные данные показывают, что по мере увеличения возраста насаждений наблюдается уменьшение числа деревьев естественных ступеней толщины ниже единицы, в то время как число деревьев естественных ступеней толщины выше единицы увеличивается (табл. 2).
Результаты свидетельствуют о том, что в сосновых насаждениях с возрастом проис-
ходит перераспределение деревьев в пределах ЕСТ, в результате чего число деревьев центральных ЕСТ (0,9-1,2) увеличивается. В исследуемых сосновых насаждениях в возрасте 40-90 лет деревья центральных ЕСТ (0,9-1,2) составляют 59,5 % от общего числа деревьев, а деревья крайних ЕСТ - 40,5 % (рис. 1).
В сосновых насаждениях с увеличением размера ступеней толщины число деревьев увеличивается, и это увеличение достигает максимального значения в центральных естественных ступенях толщины. После этого наблюдается уменьшение числа деревьев с увеличением размера ЕСТ.
2. Распределение запаса деревьев по диаметру
В сосновых насаждениях распределение запаса деревьев (в %) по естественным ступеням толщины в возрасте от 40-90 лет характеризуется отрицательной асимметрией и отрицательным эксцессом (табл. 3).
По мере увеличения возраста насаждений наблюдается общая тенденция на увеличение эксцесса. Оценка достоверности асимметрии по критерию ¿-Стьюдента показывает, что в диапазонном возрасте 40-90 лет существование асимметрии недостоверно (¿а < 1,96), т.е. рассматриваемые кривые распределения достаточно близки к симметричным. Оценка достоверности эксцесса по критерию ¿-Стьюдента свидетельствует об отсутствии отклонения указанных кривых распределений от нормального по своему эксцессу (¿Е < 1,96) (табл. 3).
Уменьшение значения среднеквадра-тического отклонения и коэффициента вариации с возрастом свидетельствует о том, что по мере увеличения возраста насаждений размах распределения запаса деревьев уменьшается. Это говорит о том, что в сосновых насаждениях основная часть запаса относится к деревьям центральных ступеней толщины. На долю деревьев крайних ступеней приходится незначительная величина запаса.
Результаты выравнивания эмпирических данных распределения запаса деревьев в сосновых насаждениях по вышеуказанным рядам распределения свидетельствуют о пригодности бета-распределения в возрасте 40-50 лет для этой цели, в то время как в возрасте от 60 до 90 данные были выравнены по нормальному распределению.
Таблица 3
Статистические характеристики распределения запаса деревьев (в %) по ЕСТ в
сосновых насаждениях
Возраст насаждений, лет м Р, % 5 V, % а ¿а е ¿е
40 1,144 2,2 0,247 21,6 - 0,156 - 0,65 - 0,72 - 1,50
50 1,220 1,9 0,227 18,6 - 0,408 - 1,70 - 0,34 - 0,71
60 1,140 1,9 0,225 19,7 - 0,084 - 0,35 - 0,32 - 0,66
70 1,128 2,0 0,218 19,3 - 0,094 - 0,39 - 0,05 - 0,11
80 1,117 1,9 0,211 18,9 - 0,177 - 0,74 - 0,22 - 0,47
90 1,109 1,8 0,200 18,0 - 0,386 - 1,61 0,55 1,14
Таблица 4
Распределение запаса деревьев (в %) по ЕСТ в сосновых насаждениях
ЕСТ Возраст насаждений, лет
40 50 60 70 80 90
Запас деревьев, %
0,6 1,57 0,33 1,14 1,08 1,02 0,83
0,7 4,82 2,00 2,76 2,77 2,76 2,52
0,8 7,72 4,44 5,80 6,01 6,2 6,10
0,9 10,13 7,22 10,18 10,7 11,22 11,60
1,0 11,96 10,03 14,75 15,51 16,29 17,24
1,1 13,11 12,55 17,59 18,26 18,93 19,98
1,2 13,50 14,48 17,25 17,44 17,58 18,04
1,3 13,02 15,44 13,91 13,52 13,06 12,69
1,4 11,52 14,99 9,23 8,51 7,77 6,97
1,5 8,71 12,44 5,04 4,38 3,72 3,00
1,6 3,83 6,14 2,33 1,87 1,46 1,03
Итого 100 100 100 100 100 100
2 X3 0,95 3,4 3,06 2,83 10,27 2,26
2 Х 0,05 12,59 11,07 11,07 11,07 11,07 9,49
Рис. 2. Распределение запаса деревьев (в %) по ЕСТ в сосновых насаждениях
В сосновых насаждениях в возрасте от 40 до 90 лет на долю запаса деревьев ступеней толщины ниже 1,0 приходится 34,5 % от общего запаса насаждений, а деревья выше 1,0 составляют 65,5 % от общего запаса. Полученные данные показывают, что по мере увеличения возраста насаждений от 40 до 50 лет наблюдается резкое снижение запаса деревьев ступеней толщины ниже единицы, в то время как в указанном возрасте запас деревьев естественных ступеней толщины выше единицы резко увеличивается. После 50-летнего возраста наблюдается общая тенденция на увеличение в запасе деревьев, относящихся к ЕСТ ниже единицы, а у деревьев ЕСТ выше единицы запас уменьшается.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в сосновых насаждениях с возрастом запас деревьев центральных ЕСТ (0,9-1,3) увеличивается. В изученных сосновых насаждениях в возрастном диапазоне 40-90 лет деревья центральных ЕСТ (0,9-1,3) составляют 71,2 % от общего запаса, а деревья крайних ЕСТ - 28,8 % (рис. 2).
В сосновых насаждениях с увеличением размера ступеней толщины запас увеличивается и достигает максимального значения в центральных естественных ступенях толщины. После этого наблюдается уменьшение запаса в крайних крупных ЕСТ.
Заключение
В управлении лесным хозяйством важнейшая роль принадлежит регулирова-
нию лесопользования. Главной идеей развития лесохозяйственного производства, как показывает история его развития, является получение возможно большего количества древесины без истощения наличных лесных ресурсов и снижения продуктивности насаждений. Этот подход к решению одной из основных задач лесного хозяйства получил название принципа непрерывного и неистощи-тельного пользования лесом, суть которого заключается в регулировании размера ежегодной рубки леса его годичным приростом.
Для регулирования лесопользования при выборочном хозяйстве необходимо раскрыть структуру насаждений, т.е. определить общее количество и общий запас деревьев и их распределение по ступеням толщины. Ряд распределения деревьев по ступеням толщины является основным таксационным показателем строения насаждений. Эти данные необходимы при определении размера лесопользования при выборочной форме хозяйства, а также используются при составлении товарных таблиц, при разработке моделей сортиментации лесного и лесосечного фонда как главного, так и промежуточного лесопользования, при изучении роста насаждений и при проектировании лесо-хозяйственных мероприятий. Кроме того, с помощью полученных данных, характеризующих строения насаждений, можно анализировать распределение деревьев при оценке процесса естественного изреживания насаждений в процессе их роста и давать
оценку эффективности лесохозяйственных мероприятий.
Библиографический список
1. Анучин, Н.П. Лесное хозяйство и охрана природы / Н.П. Анучин. - М.: Лесная пром-сть, 1979. - 271 с.
2. Анучин, Н.П. Лесоустройство / Н.П. Анучин. -М: Экология, 1991. - 400 с.
3. Атрощенко, О. А. Кривые распределения деревьев по диаметру в березовых древостоях / О.А. Атро-
щенко // Лесоведение и лесное хоз-во. - Вып. 12. -Минск: Вышэйшая школа, 1976. - С. 104-113.
4. Атрошенко, О.А. Система моделирования и прогноза роста древостоев: дисс. ... д-ра с.-х. наук. / О.А. Атрошенко - Киев, 1986. - 34 с.
5. Атрощенко, О. А. Система моделирования строения древостоев по диаметру / О.А. Атрощенко // Лесной журнал, 1989. - № 2. - С. 3-7.
6. Багинский, В.Ф. Строение сосновых молодняков БССР / В.Ф. Багинский // Лесной журнал, 1974. -№ 1. - С. 144-146.
