Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исследование состояния и продуктивности елово-пихтовых насаждений северо-запада Пермской области в целях разработки нормативов лесоустроительного проектирования

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Исследование состояния и продуктивности елово-пихтовых насаждений северо-запада Пермской области в целях разработки нормативов лесоустроительного проектирования"

. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ЛЁСОТКХШМЕСКШ ИНСТИТУТ

На правах рукописи РОДНЯНСКИЙ Александр Маркусович

УДК 630.56:630.62'»

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ВЛОВО-ПИХТОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДА ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ В ЦЕЛЯХ РАЗРАБОТКИ НОРМАТИВОВ ЛЕСОУСТРОИТШНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность 06.03.02 - Лесоустройство и лесная таксация /

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени . кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 1991

Работа выполнена в Воронежском лесотехническом институте.

' Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный лесовод РС&Р, В.А.Бугаев

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.Н.Свалов ' - . - кандидат сельскохозяйственных наук

Н.Д.Скоррбогатько

Ведущая организация - производственное объединение "Коми-пермлес" ^^

Защита состоится •" // "1991 г. в час.

на заседании специализированного совета Д 053.31.03 при Московском лесотехническом институте, МООТ, Мытищи, Московской области, млти.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке МЛТИ.

Автореферат разослан " 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат с.-х.наук, доцент

В.Р.Анисочкин

Актуальность темы. Удовлетворение возрастающих потребностей в древесине в условиях ограниченных возможностей капиталовложений в освоение новых лесных массивов связано с рациональным и наиболее полным использованием лесных ресурсов, что предполагает совершенствование лесопользования, глубокую переработку древесины, комплексный учет всон продукции леса. Эти вопросы являются первоочередными в районах интенсивных лесозаготовок, где усиленная эксплуатация привела к значительному сокращению запасов спелого леса, создала диспропорцию в возрастной структуре древостоев. Сказанное присуще я Пермской области, где запасы спелого леса в последние двадцать лет уменьшились более чем вдвое.

В диссертации решается ряд вопросов разработки адекватной нормативной базы для учегз ресурсов и проектирования лесопользования на примере Северо-Западной части Пермской области, района расположения производственного объединения (ПО)"Комипермдес",

île ль и задачи. Цель работы - изучение состояния лесного <|.он-. да комплексных леспромхозов (КЛПХ), разработка нормативов для про. ектирования лесопользования и комплексной оценки лесных ресурсов.

Поставленная цель определила следующие основные задачи исследований:

1) изучение состояния и использования лесосырьевых ресурсов ЮШХ объединения, определение параметров перспективного лесопользования;

2) установление взаимосвязи величины компонентов фитомасси с таксацйошшш показателями для елово-пихтовых древостоев, разра-: ботка нормативов таксации надземной фитомассы;

3) выявление динамики древесного отпада и составление таблицы его учета.

Научная 'новизна. Предложен многовариантный метод расчета ле-~ сопользовашм на длительную перспективу. Впервые для данного региона изучены закономерности накопления надземной фитомзссы, разработаны нормативы ее учета Для разновозрастных ельников.-

Разработана методика изучения древесного отпада древостоев, получена его количественная и качественная характеристика, уста-

новлоаа динамика показателей древесного отпада с изменением сродной высоты я диметра кревостоя.

Обоснованность и достоверность результатов исследований базируется на достаточном объеме исходного.материала, применении при его обработке математических методов.

Личный вклад автора. Программа и методика исследований,-сбор полевых материалов выполнены при участии автора. Математическая обработка и составление программ для ЗВ!>1, анализ экспериментальных данных п разработка нормативов, выводы и практические рекомендации разработаны лично автором.

Практическая значимость. Нормативы учета надземной фитомассы и древесного отпада елово-пихтовых насаждений- предполагается использовать в лесоустроительном проектировании при комплексной оценке лесных ресурсов, в лесном хозяйстве при проектировании рубок ухода. Предложен комбинированный способ расчета лесопользования на длительную перспективу. Разработано его программное обеспечение для персональной ЭВМ..Сведения о количестве и состоянии подроста. . хвойных пород будут полезны для планирования объемов леоовосстано-вительных работ.

Нормативы таксации надземной фатомасеы еяово-гшхтовых древо-стоев приняти и используются в производстве Пермской аэрофотолесо-' устроительной экспедицией Поволжского предприятия и Пермским лесо-хозяйственным территориально-производственным объединением (акты внедрения прилагаются).

Апробация и публикации. Основные положения и результаты-диссертационной работы доложены.на Всесоюзных научных конференциях "Проблемы лесовосстанрвдцпшя в таежной зоне СССР" (Красноярск, 1988) и "Совершенствование научного обеспечения-лесохозяйствецного производства" (Цушкино, 1990), на научно-технической конференции. "Совершенствование ресурсосберегающих технологий и охраны окружающей среды лесопромышленных предприятий" (Ивано-Франковск, 1990),' на конференциях молодых ученых "Интенсификация лесного хозяйства в Западном регионе СССР" (Гомель, 1993) и "Проблемы рационального использования, воспроизводства и экологического мониторинга лесов" (Свердловск, 1991), а такте на ежегодной научно-пракетгческой кон-.

ферейции Воронежского Л'ГИ "Комплексное и рациональное использование лесных ресурсов" (I988-I99Q гг.).

По теме диссертации опубликовано II работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация обидам объемом 219 страниц состоит из введения, 6-ти разделов, заключения, списка литературы (212 наименований, в том числе 32 - на иностранных языках) и приложений. В основном тексте имеется 13 рисунков и 38 . таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБО'Ш I. ОБЩАЯ ХАРАКГЕРИСИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

На основании обобщения литературных источников дается общая характеристика природных, географических, лесорастителышх условий района исследований. Отмечается, что территория ГО "Комипермлао" относится к лесной таежной зоне к подзонам средней и южной тайги. Природно-климатические условия благоприятны для выращивания и комплексного использования елово-пихтовых древостоев.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В данном разделе приводится обзор литературы, посвященной:

- вопросам лесопользования, связанным с принципом непрерывного и неистощительного лесопользования (М.М.0рлов-1927, 1928; Н.П. Анучин - 1947,1977,1978,1986; Н.А.Моисеев - 1963,1974,1980;С.Г.Си-ницын и др. - 1973; H.H.Свалов - 1975; С.Г.Сщшцын - 1980,1987; В.В.Комков, Н.А.Моисеев - 1981,1987; О.А.Харин - 1989; А. Г. Мошка-лев и др. ) ; ; '

~ методам расчета лесопользования, изучения возрастной структуры лесного фонда (М.М.Орлов - 1928; Н.П.Анучин - Ï9Ô2,I968;iï.H. Моисеев - 1963,1971; С.Г.Сшшцын - 1Э7Г; А.ГЛЛошкалев - 1972;С.Г. Синицыи и др. - 1973; В.Д.Волков - 1974; Н.Н.Свалоа - I975,1973;■ Р.ПознансниЙ, В.Рутковский - 1980; В.В.Алтанайтис, В.В.Загреев -- 1981; О.А.Харин - 1989);

- исследованиям возрастной структуры, строения и динамики северных ельников (А.В.Тюрин - 1916; С.А.Богословский - 1921;М.М. Орлов - 1927; С.В.Алексеев - 1948; П.В.Воропанов - 1950; В.И.Левин, И.И.Гусев - 1958; И.И.Гусев -.1962,1978; H.H.Свалов - 1961, 1979; П.В.Горский - 1962; С.А.Дыренков и др. - 1969; С.А.Дыренков

- 1984;В.В.Загреев - 19*78; Д.П.Столяров, В.Г.Кузнецова - 1979,1981);

- изучению надземной фотомассы древостоев и комплексному использованию ельников (А.С.Яблоков - 1934; Дж.Китредж - 1944;Т.Авдо

- 1962; З.Тамшнен - 1962,1954; Дж.Баскервил ~ 1965; Т.Зобея и др.

- 1965,1969; Т.Сато - 1966,1970; Л.К.Поздняков - 1968,1969,1973; ■ А.И.Уткин - 1969,1970,1975; А.А.Молчанов - 1971; В.В.Смирнов - 1971 Л.Н.Яновский, В.С.Моисеев - 1972,1974,1975;Х.Янг - 1976; Т.Х.Гок-

' мурзин - 1976; М.Г.Семечкина - 1978; А.П.Тябера - 1981; С.С.оябтен-ко - 1984; Н.П.Гордина - 1985; В.А.Усольцев - 1985 а,б,1988 а,б; ' и другие);

- вопросам учета древесного отпада, его товарной структуры и применению (Р.Сернандер - 1936; А.А.Молчанов - 1947; И.И.Шишков -1947; П.В.Боропанов - 1950; Е.Стефенс - 1956; П.П.КарпачеЕский -1973; С.Д.Лыкова, Т.Г.Цусорок - 1971; Т.Йонеда - 1975,1977;Е.Б. Скворцова - 1983; Р.Эдмопдс - 1986; В.В.Загрсев, С.Г.Синицын,-1988; и другие).

Анализ литературных источников предопределил необходимость разработки нормативов перехода к соблюдению принципа непрерывного неистощителыгаго ле со польз ования для каэдого предприятия, выявил слабую изученность данного региона по вопросам комплексной оценки лесных ресурсов. Накопленный опыт исследователей, разработанные ими методические положения послужили основой настоящих исследова-. ний в елово-пихтовых насаждениях Пермской области. .

3. ШХОДИКА СБОРА'И ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА, ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ

Методика сбора материала обусловлена поставленными целями работы. Она предусматривала выполнение таких видов и объемов работ, которые обеспечили бы при соответствующей обработке получение достоверных результатов исследований и математических даделей с достаточной точностью.

В качестве объекта изучения поставленных задач подобраны ело-во-пихтовые насавдения с полнотой 0,7 и выше, относительно разновозрастные, П-Ш классов бонитета, относящиеся к липово-травянш__ (С2-е3),и зеленомошно-киоличным типам леса. Пробные'-пло-'

щади закладывалась с учетом теоретических положений лесной_такса- .• ции согласно ОСТ 56-69-83. "Пробные площади лесоустроительные.

Метод закладки" в девственных еловых насаждениях возрастного диапазона 30-180 лет.

Взятие моделышх деревьев осуществлялось для установления принадлежности насаждений пробных площадей к одному естественному раду, определения таксационных показателей, учета фмтомассы.

Древесный отпад изучался на тех же пробных площадях.

Изучение естественного возобновления, необходимое для проектирования лесовосстановления, производилось по материалам лесоустройства и проведенных натурных обследований по общопринятии методикам.

.Собранный материал систематизировался и обрабатывался методами, известными в теории и практике лесоводства, лесной таксации и лесоустройства. Использовали методы математической статистики, методы оптимизации. Обоснованность выбранных регрессионных моделей подтверждена анализом разных функций (В.А.Бугаев, А.М.Роднянский-1989).

Полненные результаты достоверны для уровня вероятности 0,95.

Всего проанализировано более 3,5 тыс.выделов, заложено 36 пробных площадей с обмером более II тис.стволов, срублено более 600 модельнш деревьев с обмером стволов и взвешиванием надземной фитомассы по фракция».).

Кроме того, использованы-материалы 70-ти пробных площадей и 200 модельных деревьев, полученных к.с.-х.н. Н.В.Гладышевой в данном регионе.

4. ДЕСНОЙ ФОНД И ПЕРСШОМВЫ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ В КОЫШШКСНЫХ ЛЕСПРОМХОЗАХ ПО "ШЛИПЕЙЯЕС"

Для большинства рассматриваемых предприятий объединения вели-• ка доля лесной площади и, в частности, покрытой лесом. Она составляет от 8? до 94^, что значительно выше, чем в среднем по СССР -. 64,5:5 (Н.А.Медведев - 1987).

Распределение покрытой лесом площади КЛПХ по группам возраста неравномерное как в целом по предприятиям, тан и по отдельным древесным породам. Оно характеризуется значительным лагом площадей приспевающих, а для хвойных пород и средневозрастных насаждений, что неизбежно приведет в будущем к диспропорциям ежегодных объемов загртовок и, значит, в наименьшей степени соответствует целям

организации непрерывного неистощительного пользования лесом.

65,1% покрытой $есом площади приходится на хвойные насаждения, которые представлены преимущественно елово-пихтовнмп древо-стоями (73,1,о площади хвойных). Это в основном разновозрастные, средне- и внсокополнотные насаждения.

Лесной фонд КЛПХ неоднороден. Он может обеспечить лесопользование при условии его рационализации, на что направлена настоящая работа..

Анализ лесопользования, осуществляемого в лесосырьевых базах, выявил его слабую интенсивность, недопустимую для комплексных предприятий. 1>убка ухода за лесом не проводятся в достаточной мере. Недостаточная густота дорожной сети большинства леспромхозов (0,4-0,7 км на 100 га общей площади) является серьезным тормозом интенсификации производства и полного использования древесной продукции насатаений.

Было изучено естественное возобновление хвойных древостоев. ■ Под пологом спелых и перестойных древостоев подрост встречается всюду от 0,5 до 20 тыс.шг/га. Количество его варьирует в зависимости от типа леса, полноты и состава материнского полога^. Наиболее успешно естественное возобновление, в :зеленомошных типах леса. В среднем елышки обеспечены предварительным возобновлением на 40^, сосняки - на ЗСЙ. Необходимо создавать лесные культуры в ельниках не менее чем на 5($, в сосняках, учитывая успешное последующее возобновление, на 10-15,1 вырубаемой площади. На остальных лесосеках требуется производить уход за сохранившимся подростом.

Анализ лесного фонда комплексных предприятий дает лишь общее • представление. . «г

Необходам дифференцировали, й подход к воплощению принципа непрерывного неистоцигелыюго лесопользования (С.Г.Синицын - 1980)

Детально эти вопросы изучались на примере Городищенского. КЛПХ, типичного по природным и производственным условиям и близкого к истощению лесосырьевых ресурсов.

Леса Городищенского КЛПХ представлены на 52% второй и на 383 третьей группами. В пределах общей площади на лесную.приходится более °7%, покрытую лесом - 87,1. Хвойные насаждения занимают более • трети покрытой 'лесом площади, 90,1 из них - ельники.

Характеристика насаждений отдельных пород по возрасту представлена в таблице I. Наблюдьегся явная неравномерность в возрастном распределении лесного фонда.

Таблица I

Распределение! площади насаждений Городитепакого КЛПХ по группам возраста, %

группы возраста

Породы :молод- •средне: прис- :спелие: = X2

. няки возрас. певаю- .и пере. Ф м : ¡3'

тныа ' щие стоин.' /о

хвойные ' 51,1 . п,з 3.1 31.2

в том числе 7,8

ель bl.'t 10, Э 3,4 3<(,3 527 8000

мягколиствон. 63,9 28,3 3,8 4,0

в том числа ' 1,5 1,9 8300

береза 67,3 23,9 1125 13,5

осина 56,1 . 26,0 8,9 9,0 363 ■8000 't,5

Количественная оценка отклонений возрастного распределения от нормального (равномерного) производилась с помощью критерия Хг (С.Г.Синицын, 1983) и вычислялась его нормированная величина (Х^) для каждого фактического случая Х^:

ГДв: Хм- максимальная величина хг •

Наибольшее отклонение от нормального имеет возрастное распределение березовых древостоев. Нормированное значение X2 Для каждой хозсекции значительно превышает агот показатель в среднем для Европейской части СССР - 2 % (С.Г.Синицын - 1987).

Расчетный срок использования оксплуатационных запасов, составляющий ГО-12 лет, подтверждает, что лесосырьевая база Городищеиско-го KMX близка к истощению, Аефицит приспевающих и спелых древостоев имеет.отрицательное значение для оптимизации лесопользования. Произведен расчет размера главного пользования и.анализ методов расчета, используемых в лесоустроительном проектировании. В •расчетах применялись стандартные площадные методы, лесосека Лан-дольта и. Ханцлика.

; Для еловой хозсекции все методы расчета требуют резкого снижения объемов главного пользования от 3,8$ площади в предыдущее

десятилетие до 0,8-1,0$. В связи с неравномерностью возрастного распределения наблюдается большое варьирование размеров возраст-' ных лесосек.

Методы, дающие наибольшую среднюю величину расчетной лесосеки (равномерного пользования, интегральный, Ханцлика), сводят долго спелых насаждений до 10% и менее, что означает близость' к истощению и возможное нарушение лесоводственных требований к размещению лесосек.

Стандартные методы расчета лесопользования не дают оптимального решения задачи его регулирования. Они не обеспечивают выбора единого аналитического выражения для определения размера;, лесопользования. На основе линейного программирования, используя дискретные величины, нами применен многовариантный метод расчета. Метод предполагает комбинирование традиционных в лесоустроительном проектировании. ,

Расчет производится по этапам, равным продолжитедьностй классов возраста, на оборот рубки. Производятся все возможные комбинации. .

N . = «г (2)

где: Щ - количество методов расчета, П. - количество этапов расчета.

Данный шоговариантный метод с высвобождением одной степени свободы имеет достаточную гибкость.

Программное обеспечение данной методики реализовано на языке в операционной системе ЯЙГОЗ . На рис.1 показана блок-схема алгоритма программы расчета лесопользования. В программе предусматривается фикс^тия моментов истощения эксплуатационного фонда, выравнивания возрастной структуры насаждений хозсекции. При установлении выравнивания возрастной структуры производится • переход к расчету на последующих этапах по методу исчисления лесосеки равномерного пользования. ;

Из просчитанных вариантов в качестве оптимального, сообразуясь общеизвестными критериями, принимался тот, который обеспечивал получение максимального количества спелой древесины за оборот рубки с наименьшими колебаниями по отдельным этапам времени.

Выполненные расчеты по еловой хозсекции сопоставлены с динамикой и характером лесопользования, рассчитанного обычными мето-

данных с кла»иа. * TXfbi

Cp.ftpMfeor

по KÂ.tH.zO) pncnf.no Wtl. в»». SÍ4-S5

ВЫйоД на. Печать

■ I—-

Zj. -Г/.* i i—

I—

[M'A-M'/tHI

Рлсч«г *-tc по этапам (4) Кому- »4>Y«

т«»и, 1С / >

Ki м*Р. меч.

> Гнет JUV. =0~1

. нет IJ7. *0 I

Ряс.I. . Блок-схема алгоритма расчета лесойользосания. >'

дами, При незначительной различии результатов наших расчетов о тра-дициощшми многовариадтный метод, ори расчетах на длительную перспективу, имеет некоторое преимущество в общем размере лесопользования перед лесосекой Ландояма, в стабильности размера лесопользования перед возрасткаш лесосеками, интегральной и ¿целостной.

Лесосека равномерного пользования, методы Самгина, Хавдлика имеют лучтно вышеупомянутые показатели, но они на втором этапа приводят к значительному сокращению площади спелою леса, а яеейой фонд к критическому состояний и нарушениям леооводственннх норм лесопользования.

В лесах с неравномерной возрастной структурой и близких к истощении сырьевых ресурсов расчет лесопользования обычными методами, применяемыми для сплошнолеоосечной формы хозяйства, показывает потенциальные перспективы лесопользования, не раскрывая механизма его осуществления. Учитывая сложный состав исследуемых древостоев, их разновозраотность, регулирование лесопользования следует осуществлять на основе комбинирования сплошнолеоосечной и выборочной формы хозяйства (Н.Н.Свалов - 1983, Д.П.Столяров - 1979).

Произведены расчеты размера лесопользования для выборочной формы хозяйства по модели Н.Н.Свалова (1979):

Й = (тЛГэ + тоСЛр + 0.51иЛрОПр(Гпр + Рер»/40 (3)

а также по модели * = СтпрСПрРПр% + тсрОсргсрРср)/ г-о, (4)

где: И - годичный размер пользования,

(и - запас на I га,' • »1

О - интенсивность рубки, р - площадь группы возраста, Р - доля разновозрастных древостоев. Индексы: э - акоалуатацпонный,

о - возраст, равный обороту, пр - приспевающие, ср - средневозрастные.

Во втечой модели использованы рассчитанные нами параметры удельного веса разновозрастных древостоев и доли участия в них спелого поколения.

Сравнение результатов расчетов (табл.2) показывает, что раз-

13 - " ' ' ; : •. . Г 7 : ■мер пользования для сплошнолесооечной формы хозяйства превосходит ■ результат расчетов .по модели выборочного хозяйства.' Расчет по моде-' • . ли Н.Н.Свалбва обоснован', но он дает оптимальный рем лесопользова- ; ния для объектов многолесных районов с, достаточным количеством спе- .' лых и ¿риспевающих насаждений. . Р : , . '

■ . .. -'. ... Таблица 2

Сравнение режимов лесопользования(еловая.хозсёкция)

Методы расчета : ежегодный размер лесопользова- ____лия......■. ...

: тыс.м3 '.': м3/га ; : : 1шт*

При сплошнолесооечной форме .....62,1 : ,'■ 2,36 0,99 *

При сплошной Форма хозяйства (по модели Н.Н.Свалова) 52,6 2,0 0,83 ^

При расчете по рекомендуемогу комбинированному методу 69,0 2,62 1Д0

Дополни?елышй съем Древесины при комплекснйх рубках по второй модели позволит 'на Т0$ увеличить объем лесопользования в ближайшие 20 лёт. Это существенная компенсация снижения расчетной лесосеки при сплошнолесооечной форме-хозяйства.'

Современное состояние лесосырьевых'ресурсов ПО "Комипермлес" обусловливает резкое снижение размера лесопользования; Так, если в , предыдущее десятилетие ежегодный объем лесозаготовок составлял более покрытой лесом*пло1!$дй,-то в настоящее вреда необходило снизить лесопользованйе до 1%. И развитие комплексных рубок существенно не выправит положения. ■' ......

Поэтому в ближайшие года необходимо-увеличение объемов рубок. : ухода за лесом, развитие глубокой переработки древесины, а также освоение нетрадиционных источников древесного сырья и недревесной продукции леса.

Последнему положению, методам учета' и комплексной оценки древесного отпада и надземной фитомассы насаждений посвящены исследования, описанные в последующих разделах. *

5. НОРМАТИВЫ ТАКСАЦИИ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАСШ • ' ' .......ЕЛОВО-ШГГОВЫХ дрввостоев ........ ..

В процессе разработки нормативов фитомассы изучалась регрессионная структура соотношения таксациоийнх показателей я компонентов фитомассы елово-пихтовых насаждений.

. 'Для получения количественной характеристики фитомаосы применен метод вероятностно-статистического моделирования, в'частности, множественный регрессионный анализ,

Была изучена корреляционно-регрессионная структура соотношений дендро- и фитометричесг-ас. показателей, Методом парных сравне-..ний (Н.Н.СБалов-1977)- признано несущественным различив рядов на-,копления фвтомассы в раздах условиях произрастания насаждений. Определяющими параметрами выхода фитомаосы является соотношение диаметра и высоты, что в нормативах отражают ступени толщины и разряди высот. . ' . ; Установлено наличие тесных связей мевду диаметром стволов и фитомаосой различных компонентов надземной части дерева(корреляционное сношение =0,75-0,97). Связь о высотой ствола тесная ■ =0,70-0,85), Связь фитомаосы с возрастом деревьев средняя ( = =0,.44-0,69), что объясняется теневыносливостью'пород:активность роста и развития фитомаосы деревьев в;большей степени зависит от условий освещенности, чем о! возраста.' Для аппроксимации завяед-иостей выбрано аналитическое выравнивание по ;способу регрессионной модели с использов'анием метода наименьших квадратов. Аппроксимация удовлетворительно произведена функциями, роота Хосфелвда-Короу-ня и параболой второго порядка,"Например, для связи массы хвойной лапки с диаметром отводов пихта;

' Ш =

Д2 =0.95 (5)

25,4-0,9Х7Д + 0,Щ64Д? '

для связи массы коры о высотой стволов ели;.. •/. ■ .

И = 7,92-1,71Н+0,ШН2 , И =.0,99 (б)

В результате корреляционно-регрессионного анализа подтверждена возможность -получения достоверных моделей.для таксации надземной фитомаосы В качестве основы регреседонных моделей компонентов фитомаосы деревьев ели и пихты был принят полином вида: . М =а0+а1Д+а2Н+а^Д2+а4да+а5Нг+а6Д3+а^2Н-+аеД#-т9Н3 (7)

где: М- величина компонента фитомаосы, ■ -Д -диаметр ствола на высоте 1,3 м, . Н-высота дерева, - ■ ■ .

а0...а9- коэффициенты уравнения.

Недостатки полинома сводятся до минимума тщательным выбором конкретного уравнения в каадом случае получения регрессионной модели и ограничением областц применения этой модели в соответствии

с границами действий влияющих факторов. .

Зависимости аппроксимированы полиномами второй и третьей степени. Например: масса коры ели

М = 1,1 -0.639Д + 0Д52Н - 0,0105Д2 + 0.125ДН -

- 0,052Н2 + 3,13.1СГ4Д?Н - 7,9ЛО~4Д3 ' ( Рф = 1,04; ^ = 1,3); Д = 8*56 см

масса кроны деревьев пихта

М = - 30,2 + 1.37Д 4- 4.2ТН - 0.0098Д2 + 0.368ДН- .

- 0.468Н2 .

= 1,27; = 2,3); Д = 8 * 44 см

Графическая интерпретация регрессионных моделей компонентов ' фитомассы (рис.2) дает представление о форме поверхностей и о проекции их на плоскость, образуемую осями влияющих факторов. Для фракций кроны, в отличие от компонентов ствола, при фиксированном диаметре прослеживается уменьшение фитомассы с увеличением высоты при улучшении эдафических или условий освещенности.

Результаты согласуются'с данными В.А.Усольцева (1988); А.Н. Смольянова (1989). •

Для разработки нормативов произведен выбор шкалы разрядов высот. На основе массового материала обмера модельных деревьев были получены аналитическим выравниванием базовые "кривне-гид" зависимости высот от диаметров. Используя их,получены шкалы разрядов высот ели и пихты.

Сравнение "кривых-гид" и шкал.разрядов высот с данными других исследователей выявило практически полное совпадение шкалы для ели с разрядной шкалой Н.П.Адучкна (1981).

Используя регрессионные модели выхода компонентов надземной фитомассы деревьев ели и пихты, адекватно описывающие процесс ее накопления, получены нормативы для учета Фитомассы по Фракциям (табл.3).

Для наиболее'вааных компонентов фитомассы (ствола и хвойной лапки) получены развернутые таблицы с' определением величины фракции по диаметру.и.высоте ствола для всего диапазона параметров. •

Основшаясь на выводах Л.К.Позднянова (1973), В.В.Проторопова, В.И.-Зюбиной (1977) о-перспективности учета фракций фитомассы путем отнесения их к объему ствола, помимо приведенных нормативов пост-

г.

м

85" . че

Цсм

Рис. 2. Графическая интерпретация регрессионной моде ли ' . - массы хвойной лапки деревьев али.

' Таблица 3

Выход компонентов фитомассы для деревьев ели по рязрядам высот (Фрагмент) ' ~

Ступени толщины, см П разряд

• сред: няя .высота, м объем ствола, ы3 : масса, кг

коры ;кроны : хвойной лапки отмерших сучьев

8 9,5 0,023 1,2 4,3 3,7 1,5

12 ' ' 14,0 0,083 3,8 ' 15,7 12,8 3,0

16 18,0 0,192 ■ 7,7 35,4 25,9 6,0

' 48 31,2 2,33 65,5 410 223 30,7

52 31,9 2,76 74,7 028 276 36,9

56 32,5 3,22 84,5 679 344 44,7

роены таблицы таксации компонентов фитомассы по отношению к единице объема стволовой йревесшш (табл.4).

- Таблица 4

Коэффициенты (кг/м3) для определения надземной фитомассы деревьев пихты (фрагмент)

Ступени толщины, см : Ш разряд

; средняя: . высота,. : м : объем масса, КГ

ство- . ла,мз : коры : : кроны : хвойной: отмерит : лапки : сучьев

8 9,2 0,020 85,0 290 165 30,0

12 12,7 0,065 97,7 . 292 174 ■ 44,6

16 15,7 0,154 74,0 216 137 38,9

20 18,3 ■ 0,280 66,4 ■ 176 115 33,6

24 "20,8 0,444 62,3 151 99,1 28,4

28 23,0 0,641 59,6 137 88,3 23,7

32 24,9 0,863 - 58,4 ?31 81,6 19,7

36 26,6 1,100 58,2 128 76,4 . 16,0

40 28,4 1,370 58,0 125 68,9 12,9

44 30,0 1,640 58,7 124 62,2 10,9

При решении заяачи изучения динамики надземной фитомассы -разработки нормативов ее учета выявились особенности данной работа: исходя из разновозрастности еяово-пихтовнх насаздений (В.Т.

Дерягин-1983; С.А.Дирешсов-1984) к целевого назпачешш нормативов, динамика надземной аитомаосы изучалась в связи с изменением средней высоты древостоя, а нормативы оценки фитомассы увязывались со стандартными таблицами; в связи со сложным составом насаждений динамика фитомассы изучалась не в абсолютных весовых единицах, а в показателях, характеризующих массу фракций, приходящуюся на I и3 стволовой древесины. .

Из многочисленных методик оценки фитомассы древостоев нами избрал регрессионный метод (Т.Сато-1970), прсдполагаювдй построение и использование табищ фитомассы на уровне дерева. Необходим дифференцированный подход к изучению динашнш надзешой фитомассы элементов древостоя, относящихся к разным возрастным поколениям и, соответственно, к разным ярусам древесного полога, что связано с ' особенностями накопления фитомассы разными частями древеоного полога (рис.3).

М,

кг/мл

50

8 46 2<< за. Н,м

Рис.3. Зависимость массы отмерших сучьев (на I м3) от .средней высоты древостоев ели. 1-1 поколение (верхний ярус), , 2 - П поколение. . Проведенный корреляционный анализ выявил высокие криволинейные связи компонентов фитомассы со средней высотой древостоя или

Л • 19 ; • ,

элемента леса: для ела ^ = 0,89-0,99 для пихты 0,87-0,98

Связи имеют обратнопропорциональный характер.

Методом регрессионного анализа были получены достоверные ма- ', тематические модели динамики компонентов фитомассы еловой и шпс- ' товой части древостоев. В качестве регрессионной модели во многих случаях удовлетворительно применимы гипербола и обратнологарифми-ческая функция.

Регрессионные модели, адекватные процессам изменения фятопро-дуктивности с изменением средней высоты древостоя, позволили получить нормативы учета фитомассы елово-пихтовых древостоев региона.

Нормативы увязанн со стандартными таблицами су» площадей сечений и запасов высокополнотных древостоев ели и пихты, используемыми' при лесоустроительном проектировании в Пермской области (таблица 5). Могут быть использованы для оценки запасов надземной фитомассы насаждений с полнотой вше 0,7 при различных видах рубок, запасов хвойной лапки "йри проектировании лесохимического производства. ,

■ • Таблица 5.

Суммы площадей сечений, запасы стволовой древесины и надземной фитомассы еловых древостоев

Сред- :Сумма: •: компоненты фитомассы, кг/м3

ияя высота, м .пло- . •щадей• :сече~: ,'ний, '. : ¿: запас, «3 : Кора ; ство-: ла : I поколение : П поколение

:ветви :кроны :в т. : :ч.хв.: : лапка: ¡отмер:ветви :сучья:кроны :в т. :отмер. :ч.хв.:сучья :лапка:

I 2 3 4 5 ■ . 6 . 7 8 9 10

8 21 90 53,2 333 268 87,5

9 22 . НО 51,3 '305 243 76,0

10 24 130 49,7 283 222 67;1

II . 26 140 48,1 326 234' lar , 264 204 59,3

12 27 160 46,6 .308 216 86,3 249 . 188 53,5

27 48 5S0 31,7 181 ' 112 20,3 156 108 16,0

28 ' 49 590 31,2 177 109 19,5

29 ■ 49 610 30,8 172 106 18,9

30 50 640 30,5 167 103 18,3

31 50 660 30,3 162 101 17,7

6. HOPUATffisü ДРЕВЕСНОГО ОТПАДА В ЕЯОВО-ПИХТОЫЯ НДСАДЦШШХ '

■ Вопрос изучался в связи со слабой его разработкой другими исследователями и невозможностью учета наличного отпада в насаждениях с помощью таблиц хода роста.

Вдавлено большое варьирование показателей древесного отпада, что обусловлено широким диапазоном таксационных показателей древо-стоев. Корреляционный анализ показал, что средний диаметр насавде-ния обусловливает от 50 до 8С$ варьирования показателей отпада. Показатели корреляционной связи очень высокие ( ^ 0,75-0,96), достоверные. Характер связи в основном криволинейный. Связи со средней высотой насаждения высокие ( 0,59-0,94), достоверные. Ис-.следовала связь запасов древесного отпада с запасом сырорастущей части древостоя. Показатели связи различны по величине. Выявлен слабый уровень связи древесного отпада со средним возрастом насаждений.

Проведенный анализ предопределил особенности связей отпада с таксационными признаками древостоя и выбор тех из них, которые будут служить основой нормативов. Методом регрессионного анализа получены адекватные модели изменения показателей древесного отпада в зависимости от таксационных показателей, сырорастущей части'древостоя. Прямопропорщюнашше криволинейные зависимости хорошо аппроксимируются полиномом 2-й и 3-й степени, функцией Хосфельда-Кор-. оуня, обратно-логарифмической функцией (табл.6).

Таблица 6

Регрессионные модели показателей древесного отпада , (фрагмент)

Показатели : Показатели свя-отпзда : зи ^ н- m Уравнение связи

т * . 2 • ' • ' ' • з; ■ ' ' ' '

Запас отпада 0,86 ¿ 0,046 0,89 ± 0,037 ■ М и = ffV(72,4-4,431+0.0931^ = 6,17-2,27Н+0,22Н2-0.0036Н3

Средний объем 0,67 ± 0,105 ствола отпада 0,87 ± 0,049 = 0,52+0,13Д-0,0083Д2+ О.ООШЭД3 = 0,12-0,02Н+0.00085Н2

Запао сухо- 0,75 + 0,086 стоя - и = Д/(2,99-0,41Д)

Продолжение таблицы 6

Средний диаметр сухостоя

0,92 ± 0,030 ' Дс = 1/( 0,27 - 0,06 Д)

Модели подвержены проверке на адекватность с помощью " Т" -критерия. Рабочие границы уравнений: ■ 8 < Д< 32; 10 < Н< 28.

На основе проведенного корреляционно-регрессионного анализа, используя полученные уравнения связи, разработаны таблица для учета запасов древесного отпада и его качественных показателей с дифференциацией на сухостой и валеж (табл.7).

Все показатели, приведшие в нормативных таблицах, взаимоувязаны. .

•.•."' Таблица 7

■ Показатели древесного отпада по сродней высоте елово-пихтовнх древостоев (фрагмент)

древесный отпад

Средняя высота, общий запас,

м м3

10 5,3 .

II 6,4 ■

12 7,4

13. 8,9

25 32,3

. 26 34,6

27 37,0

28 39,4

:сред-:ний :объем

в том числе

:стволо:стоя, :отп|да:

запас :средний : средний: запас ¡'средний сухо- „:объем ■ :диаметр :валежа :объем

: ствола : сухостоя: :стволов

¡сухостоя: : м3 : см : м :вал§га

0,06 10 1,4 0,06-

0,07 ■ 12 1,7 0,06

0,08 13 2 Д 0,07

0,10 14 2,7 0,08

0,56 28 16,0 0,66

0,64 ■ 30 17,3 0,72

0,71. 31 . 18,6 0,79

0,80 33 ' • 19,9 0,87 -

0,06 0,07 0,08 О ДО

3,9 4,7 5,3 6,2

0,61 0,68 0,75 0,83

16,3

17.3

18.4

19.5

ЗАКЛШЕН®

Результаты проведенных исследований позволяют'сделать следующие основные выводи и предложения:

I. Разнообразие условий и. состояния лесосырьевнх баз требует дифференцированного подхода к каждому предприятию в смысле осуще-

2

ствления принципа непрерывного неистощителыюго лесопользования.

2. В данных условиях общепринятые методы расчета размера лесопользования для сплошнолесосечной сТ-ормы хозяйства предполагают резкое снижение объемов главного пользования; рекомендуемый метод расчета в большей степени обеспечивает оптимальное лесопользование и может использоваться при расчетах на оборот рубки.

3. Учитывая сложный состав и разновозрастность исследуемых древостоев, регулирование лесопользования следует осуществлять на оонове комбинирования сплошнолесосечной и выборочной форм хозяйства; дополнительный объем древесины при комплексных рубках по-

'зволит на 10% увеличить объем лесопользования.

4. Для компенсации'снижения размера главного пользования необходим поиск нетрадиционных источников древесного сырья и разработка нормативов их уче'тй; :

5. Различие рядов накопления фитомассы деревьев в разных по производительности древостоях несущественно. Определяющими параметрами выхода фитомассы является соотношение диаметра и высоты. •

6. В связи со спецификой исследуемых насаждений целесообразно изучать' динамику' надземной фитомассы елово-пихтовых древостоев сизменением средней высоты древостоев, дифференцировать по возрастным поколениям. Учет_фитомассы производить в единицах массы, приходящейся на I м3 стволовой древесины.

7. При учете древесного отпада следует изучать его в связи со средним диаметром или высотой древостоев с разделением на сухостой и валеж.

8. При комплексной оценке лесосырьевых ресурсов рекомендуем использовать разработанные нормативы таксации надземной фитомассы и древесного отпада елово-пихтовых древостоев.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Естественное возобновление под пологом древостоя и на вырубках в ПО "Комипермлес" //Проблема лесовосстановления в таежной зоне СССР: Тезисы докладов Всесоюзной конференции (Красноярск, 13-15 сентября 1988 г.). Красноярск: ВДД СО АН СССР,-1988.; С;232-233 ( в соавторстве). '

2. К оценке фитопатологического состояния елово-пихтовых древостоев Ю "Комипермлес" //Научно-технический прогресс в отраслях лесного комплекса': Межвуз.сб.науч.тр.- Д.: ЛЛТА, 1988. С.43-

-46 (в соавторстве).

3. Уравнения для оценки фитомассы стволов в елово-пихтовых • насаждениях //Йаучяо-т .хнические разработки проблем лесного комплекса: Метеуз.сб.науч.тр. - Л.:ЛЛТА, 1989. С.28-31 (в соавторстве).

4. Состояние и перспективы лесопользования в ПО "Котапермлео"-'" // Совериенствование организации комплексного"лесопользования: Тезисы к докладам. М. :Госкошес СССР, 1990. С.124-126.

5. Естественное возобновление в хвойных насаждениях севера ' ' Пермской области //Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: Цежвуз.сб.науч.тр. - Л.:ЛЯТА, 1990. С.40-48 (в соавторстве).

6. Перспективы комплексного лесопользования в ПО "Комиперм-лес" // Вопросы комплексного использования лесосырьевых ресурсов: Мегауз. сб.ст.Вороне®: ВЯ1И, 1990. С.33-36 (в соавторстве).

7. Комплексное использование лесных ресурсов в ельниках северо-запада Пермской области // Интенсификация лесного хозяйств ва в западном регионб СССР: Тезисы докладов конференции молодых ученых Западного отделения ВАСХНИЛ (ЕелНИИЛХ, 15-16 марта). Гомель, 1990. С.33-35.

В. Перспективы лесопользования для северо-запада Пермской • области // Совершенствование ресурсосберегающих технологий и охраны окружающей среды лесопромышленных предприятий: Тезисы докла- .• дав научно-технической1 конференции.. Вып.1. Ивано-Франковск, 1990. 0.38-39»

9. Моделирование режима лесопользования на длительную перспективу для предприятий ПО "Комипермлес" // Совершенствование научного обеспечения лесохозяйственного производства:Теэясы докладов Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых, ас-' гарантов и специалистов отрасли (15-17 октября, 1990, Пушкино, Москвовск.обл.). ¡Д., ВНИШШ, 1990. С.49.

10. Оценка, надзешой фитомассы хвойных насаждений северо-запада Пермской области при проектирований Лесопользования // Проблемы рационального использования, воспроизводства и экологического мониторинга лесов: Информационные материалы. Свердловск: УрО АНСССР, 1991. С.132-133. •

г.Ворсжг

тиэа* 1ПЯ пт й'и 01г