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"

• •- ...и л» - '

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР 110 НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИ ИНСТИТУТ

На правах рукописи РОДНЯНСКИЙ Александр Маркусович

УДК 630,56:630.624

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ВДОВО-ПИХТОВЫХ НАСАЖДЕНИЯ СЕВЕРО-ЗАПАДА ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ В ЦЕЛЯХ РАЗРАБОТКИ НОРМАТИВОВ ЛЕСОУСТРОИТЕЛЬНОГО 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 PCiCP, В.А.Бугаев

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

Н.Д.Скоробогатько

Ведущая организация - производственное объединение "Коми-пермлес"

Защита состоится " 1991 г. в _ час.

на заседании специализированного совета Д 053.31.03 при Московском лесотехническом институте, I4I00I, Мытищи, Московской области, МЛТИ.

С диссертацией мокно ознакомиться в научной библиотеке ИДТИ.

Автореферат разослан " Щ " twjzß-n 1991 г.

В.Р.Анисочкин

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

го

■ I'1 , ■': I

,! - ( 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 всей 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 и Пермской области, где запасы спелого леса в последние двадцать лет уменьшились более чем вдвое.

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

Цедь и задачи. Цель работы - изучение состояния лесного фон' да комплексных леспромхозов (КЛПХ), разработка нормативов для проектирования лесопользования и комплексной оценки лесных ресурсов.

Шставленная цель определила следующие основные задачи исследовании:

1) изучение состояния и использования лесосирьевнх ресурсов 1СЛПХ объединения, определенна параметров перспективного лесопользования;

2) установление взаимосвязи величины компонентов фитомассц с таксационными показателями для елово-пихтовых древостоев, разработка нормативов таксации надземной фитомассы;

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

Научная новизна. Предложен многовариантный метод расчета лесопользования на длительную перспективу. Впервые для данного региона изучены закономерности накопления надземной фитомассы, разработаны нормативы ее учета для разновозрастных ельников.-

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

новлсна динамика показателей древесного отпада с изменением сродней высоты и диаметра Вревостоя.

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 ЭВМ, анализ экспериментальных данных и 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 лесовосстано-вительных работ.

Нормативы таксации надземной $итомассы елово-пихтовых древо-стоев приняты и используются в производстве Пермской аэрофотолесо- ' устроительной экспедицией Поволяского 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 лесовосстан.ов^рния в таежной зоне СССР" (Красноярск, 1988) и "Совершенствование научного обеспечения-лесохозяйствеиного производства" (Пушкино, 1990), на научно-технической конференции "Совершенствование ресурсосберегающих теиюлогий и охраны окружающей среды лесопромышленных предприятий" (Ивано-Франковск, 1990), на конференциях молодых ученых "Интенсификация лесного хозяйства в Западном регионе СССР" (Гомель, 1990) и "Проблемы рационального использования, воспроизводства и экологического мониторинга лесов" (Свердловск, 1991), а также на ежегодной научно-практической кон-.

ференции Воронежского ЛТИ "Комплексное и рациональное использование лесных ресурсов" (1988-1990 гг.).

По теме диссертации опубликовано II работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация общим объемом 219 страниц состоит из введения, 6-ти разделов, заключения, сшюка литературы (212 наименований, в том числе 32 - на иностранных языках) и приложений. В основном тексте имеется'18 рисунков и 38 . таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОИ I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

На основании обобщения литературных источников дается общая характеристика природных, географических, лесорастителышх условий района исследований. Отмечается, что территория ПО "Комипермлео" 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 о 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-ницьш и др. - 1973; Н.Н.Свалов - 1975; С.Г.Синицын - 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 - 19Б2,1968;Н.И. Моисеев - 1963,1971; С.Г.Синищш - 1971; А.Г-.Ыошкалев - 1972;С.Г. Синицын и др. - 1973; В.Д.Волков - 1974; Н.Н.Свалов - 1975,1979; ■ Р.Познанский, В.Рутковский - 1980; В.В.Антанайтис, 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.'Ле-вин, И.И.Гусев - 1958; И.И.Гусев -.1962,1978; Н.Н.Свалов - 1961, 1979; П.В.Горский -1962; С.А.Дыренков и др. - 1969; С.А.Дыренков

- 1984;В.В.Загреев - 1998; Д.П.Столяров, В.Г.Кузнецова - 1979,1981);

- изучению надземной фитомассы древостоев и комплексному использовании епышков (А.С.Яблоков - 1934; Дж.Кигредн - 1944;Т.Анжо

- 1962; З.Тамшшен - 1962,1964; Дж.Баскервил - 1965; Т.Зобел и др.

- 1965,1959; 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 - I972,1974,1975;Х.Янг - 1976; Т.Х.Ток-,

' мурзш - 1976; М.Г.Семечкина - 1978; А.П.Тябера - 1981; С.С.Зябчен-ко - 1984; Н.П.Гордина - 1985; В.А.Усолы^ев - 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.Воропанов - 1950; Е.Стефенс - 1956; П.П.КарпачеБский -1973; С.Д.Лыкова, Т.Г.Цусорок - 1971; Т.Йонеда - 1975,1977;Е.Б. Скворцова - 1983; Р.Эдмопдс - 1986; В.В.Загреев, С.Г.Синицын -1988; и другие).

Анализ литературных источников предопределил необходимость разработки нормативов перехода к соблюдении принципа непрерывного неистощительного лесопользования для каждого предприятия, выявил слабую изученность данного региона по вопросам комплексной оценки лесных ресурсов. Накопленный опыт исследователей, разработанные ими методические положения послужили основой настоящих исследований в елово-пихтових насаждениях Пермской области. .

3. МЕТОДИКА СБОРА И ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА, ' ' ОШМ ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ

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

В качестве объекта изучения поставленных задач подобраны ело-•во-пихтовые насачадения с полнотой 0,7 и выше, относительно разновозрастные, П-Ш классов бонитета, относящиеся к липово-травяным (С2-С3) и зеленошишо-кисличнш типам леса. Пробные-пло- •

щади закладывались с учетом теоретических положений леаюй _такса-■ ции согласно ОСТ 56-69-83. "Пробные плоцади лесоустроительные.

Метод закладки" в девственных еловых насаждениях возрастного диапазона 30-100 лет.

Взятие модельных деревьев осуществлялось для установления принадлежности насаждений пробных площадей к одному естественному ряду, определения таксационных показателей, учета фитомассы.

Древесный отпад изучался на тех же пробных площадях.

Изучение естественного возобновления, необходимое для проектирования лесовосстановления, производилось по материала!.! лесоустройства и проведенных натурных обследований по общепринятым методикам-

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

Полученные 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 модельных деревьев с обмером стволов и взвешиванием надземной фитомасси по фракциям.

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

4. ДЕСНОЙ ФОНИ И ИЕРСПШИВЫ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ В КОМПЛЕКСНЫХ ЛЕСПРОМХОЗАХ ПО "К0Ш1ПЕРМЛЕС"

Для большинства рассматриваемых предприятий объединения вели-■ ка доля лесной площади и, в частности, покрытой лесом. Она составляет от 87 до 94%, что значительно выше, чем в среднем по СССР -. 64,5$ (Н.А.Медведев - 1987).

Распределение покрытой лесом площади КЛПХ по группам возраста неравномерное как в целом по предприятиям, так 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 заг.отовок и, значит, в наименьшей степени соответствует целям

е

организация непрерывного неистощительного пользования лесом.

65,1$ покрытой Йесом площади приходится на хвойные насаждения, которые представлены преимущественно елово-пихтовымп древо-стоями (73,1;? площади хвойных). Это в основном разновозрастные, средне- и высокополнотные 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. Рубки 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 насавдений.

Было изучено естественное возобновление хвойных древостоев. Под пологом спелых и перестойных древостоев подрост встречается всюду"от 0,5 до 20 тыс.шт/га. Количество его варьирует в зависимости от типа леса, полноты и состава материнского aonora¡_ Наиболее успешно естественное возобновление в зеленомошных типах леса. В среднем ельники обеспечены предварительным-возобновлением на 40,í, сосняки - на 30,?. Необходимо создавать лесные культуры в ельниках не менее чем на 5CÍ?, в сосняках, учитывая успешное последующее возобновление, на-10-15;? вырубаемой площади. На остальных лесосеках требуется производить уход за сохранившимся подростом.

Анализ лесного фонда комплексных предприятий дает лишь общее представление. . «?

Необходим диф$еренцпроЕанн: й подход к воплощен™ принципа непрерывного неистощительного лесопользования (С.Г.Сшшцын - 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 38^ третьей группами. В пределах общей площади на лесную приходится более 37;?, покрытую лесом - 87Í. Хвойные, насаждения занимают Йолее трети покрытой 'лесом площади, 90? из них - ельники.

ларак герметика насажден!« отдельных пород но возрасту представлена в таблице I. Наблюдьегся явная неравномерность в возрастном распределении лвсного фонда.

Таблица I

Распределении площадл насаждений Городищенского ШПК по группам возраста, %

Породи : группы возраста :молод-:средне:прис-.няки .возрас.певаю-'тные 'щие спелые: .и пере, стой и.- *2 4> м к

хвойные ' 51,4 п.э 3,1 34,2

в том числе 7.8

ель Ы.4 10,9 3,4 34,3 627 6000

мягколиствоп. 63,9 28,3 3,8 4,0

в том число 13,5

береза . 67,8 23,9 1.8 1125 8300

осина 56,1 26,0 8,9 9,0 363 8000 4,5

Количественная оценка отклонений возрастного р.чспределония от нормального (равномерного) производилась о помощьо критерия X (С.Г.Синицын, 1983) и начислялась его нормированная величина (Х«) для каждого фактического случая**:

= а)

РПР- ,2. Лм

Хм- максимальная величина х1 •

Наибольшее отклонение от нормального имеет возрастное распределение березовых древостоев. Нормированное значение "X* ял» каждой хозсекции значительно превышает этот показатель в среднем для Европейской части СССР - 2 % (С.Г.Синицын - Х987).

Расчетный срок использования эксплуатационных запасов, составляющий 10-12 лет, подтверждает, что лесосырьевая база Городищенско-го ШШХ бйизка к истощении, дефицит 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 0,6-1,0??. В связи с неравномерностью возрастного распределения наблюдается большое варьирование размеров возраст-" них лесосек.

Методы, дающие наибольшую среднюю величину расчетной лесосеки (равномерного пользования, интегральный, Ханцлика), сводят долю спелых насавдений до 10^ и менее, что означает близость' к истощению и возможное нарушение лесоводотвенных 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 продолжительности классов возраста, на оборот рубки. Производятся все возможные.комби-нации. . ■ те.

N . = И (2)

где: Ия - количество методов расчета, 1г - количество этапов расчета.

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

Программное обеспечение данной методики реализовано на языке ВЯЙЮ. в операционной системе ЙНГОЗ . На рис.1 показана блок-схема алгоритма программы расчета лесопользования. В программе предусматривается фиксация моментов истощения эксплуатационного фонда, выравнивания возрастной структуры насаждений хозеекции. При установлении выравнивания возрастной структуры производится • переход к расчету на последующих этапах по методу исчисления ле--сосеки 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 хозеекции сопоставлены с динамикой и характером лесопользования, рассчитанного обычными кето-

(качало ^

вьод данных с клаииа -

Ср,цгцр»ст по илт.гО)

Риспр, ПО Г1>УГ1.

В«. 54+25

М'МД'/.Н!

Расчет а-к

по этапам Цй Ьаруе* тч»н. к.

Г

ЬсмМ.Т.К росч-

1 \.'1.-о

в«.?, росч,

| (кона^

I 4--

Рис, I, . Блок-схема алгоритма расчета лесопользования. !

3

дамп. При незначительно,V различия результатов наших расчетов с традиционными многоЕарканпшЗ метод, при расчетах на длите льну d перспективу, имеет некоторое преимущество в общем размере лесопользования поред лесосекой Ландольта, в стабильности размера лесопользования перед возрастными лесосеками, интегральной и спелостной.

Лесосека равномерного пользования, методы Сшзгина, Ханцлика имеют лучший вышеупомянутые показатели, но они на втором этапе приводят к значительному сокращению площади спелого леса, а лесной фоцд к критическому состояний и нарушениям леооводственных норм лесопользования.

Б лесах с неравномерной возрастной структурой и близких к истощению сырьевых ресурсов расчет лесопользования обычными методами, применяемыми для оплошнолесосечной формы хозяйства, показывает потенциальные перспективы лесопользования, не раскрывая механизма его осущэствления. Учитывая сложный состав исследуемых древостоев, их разчоЕозраотность, регулирование лесопользования следует осуществлять на основе комбинирования сплошнолесосечной и выборочной формы хозяйства (H.H.Свалов - 1983, Д.Н.Столяров - 1979).

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

iL = (тЛРэ +■ +°^npcnp(Fnp+ Fcp))/*Q (з)

а также по модели * =(mnpCnpFnpPnp +mCpOcpFcpPc())/iO, (4)

где: R. - годичный размер пользования, Vn - запас на I ггу С - интенсивность рубки, F - площадь группы возраста, р - доля разновозрастных древостоев. Индексы: э - аксплуатационный,

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

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

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

мер пользования для сплошиоггссосечной форш хозяйства превосходит результат расчетов по модели выборочного хозяйства. Расчет по мололи Н.Я.Свалова обоснован, но он дает оптимальный реяим лесопользования для объектов мпоголесннх районов с достаточны!! количеством спелых и приспевающих пасавдоний.

Таблица 2

Сравнение режимов лесопольэования(еловая хозсекцяя)

Методы расчета : ежегодный размер лесопользова-: .пгя

: тыс.м3 : мэ/га : % ШГП'

При спловпояесбсечной форме 62,1 2,36 0,99

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

При расчете по - рекомендуемому комбинлровашюму методу 69,0 2,62 1,10

Дополнительный съем древесины при комплексгайх рубках по второй модели позволит на 10? увеличить объем лесопользования в ближайшие 20 лет. Это существенная компенсация снижения расчетной лесосеки при сплошнолесосечной форме хозяйства."

Современное состояние лесосырьевых ресурсов ПО "Комипормлес" обусловливает резкое сшгаенис размера лесопользования. Так, если в предыдущее десятилетие еяегодшй объем лесозаготовок составлял более 3% покрытой лесом'плоейди," то в настоящее время необходимо снизить лесопользование до 1%. И развитие комплексных рубок существенно не выправит положения.

Поэтому в ближайшие годы необходимо- увеличение объемов рубок ухода за лесом, развитие глубокой переработки древесины, а тапясе 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 НАЦЗЕШОП ФИТШАССЦ .....ЕЛОВО-ПИХГОВЫХ ДРЕВОСТСЕВ ......

В процессе разработки нормативов фитомассы изучалась регрос-" сяошгая структура соотношения такеащгонйнх показателей и компонентов фитомассы елово-пихтовых насаждений.

■ ' ■ Для получения количественной характеристики фитомассы приые-"нен метод вероятностно-статистического моделирования, в'частности,

'мноасествешши регрессионный анализ.

/" . Была изучена корреляционно-регрессионная структура соотноше-. " кий дендро- и фитоыегричесшпс показателей.' Методом парных сравне-- ний (Н.Н.Свалов-1977)- признано несущественны!.? различие рядов на-

• копления фЕТшасоы в разных условиях произрастания насавдоний. Определяющими параметрами выхода фитомассы является соотношение диаметра и высоты, что в нормативах отражают ступени толщины и разряды высот. . ' ' .

• ■. Установлено наличие тесных связей мевду диаметром стволов и

фитомаасой различных компонентов надземной части дерава(корреляционное С1.,«шение ^=0,75-0,97). Связь о'высотой ствола тесная (

• =0,70-0,65). Связь фитомассы 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 зависи-иостей выбрано аналитическое выравнивание по "способу регрессионной модели с исполвзов'анием гида наименьших квадратов. Аппроксимация удовлетворительно произведена функциями роста Хосфелвда-Корсу-ня и параболой второго порядка.'Например, для связи массы хвойной лапки с диаметром стволов пихты; -

II, А2___ . Ь -3,95 (5) ;

25,4-0,917Д + 0.0164Г

■ для .связи массы .коры с высотой стволов ели: '.

• '. Ы = 7,92-1',71Н+0,1ПН2 , (1=0,99 ' (6)

-В результате корреляционно-регрессионного анализа подтверждена возможность получения достоверных моделей для таксации надземной фитомассы. В качестве основы регрессионных моделей компонентов фитомассы деревьев ели и пихты был приют полином вида: . 1,1 =а0+а1Д+а2Н+а^Д2+а4да+а5Нг+а6Д3+а7Д2Н^аеЩ^+а9Н3 (7)

где: М- величина компонента фитомассы, Д -диаметр ствола на высоте 1,3 м, Н- высота дерева, а0...ад- коэффициенты уравнения.

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

с границами действий влляюнцн факторов. .

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

■ М = 1,1 -0.639Д + 0.152К - 0.0105Д2 + 0Д25ДН -

- 0.052Н2 + 3,13.1СГ4Д?Н - 7,9.10-4Д3 (8) ' ( Рф = 1,04; Р5{. = 1,3); Д = 8+56 см

масса кроны деревьев пихты

М = - 30,2 + 1,37Д + 4,27Н - 0,0098Д2 + 0.368ДН- '.

- 0.468Н2 •(9) (Рф = 1,27; = 2,3); Д = 8 + 44 см

Графическая интерпретация регрессионных моделей компонентов фитомассы (рис.2) дает представление о форма 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 эдафичестшх 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 "кривие-гид" зависимости высрт от диаметров. Используя их,получены шкалы разрядов высот ели и пихты.

Сравнение "кр'ивых-гвд" и шкал, разрядов высот с данными других исследователей выявило практически полное совпадение шкалы для ели с разрядной шкалой Н.П.Анучина (1981).

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

Для наиболее ванных компонентов фитомассн (ствола и хвойной лапки) получены развернутые таблицн с определением величины фракции по диаметру.и высоте ствола для всего диапазона параметров. ■

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

Таблица 3

Выход компонентов фитомассы для деревьев ели по разрядам вноот (фрагмент)

Сту пени тол- щипы, см П разряд

' сред: няя .высота, м : объем : ствола, : м3 масса , КГ

коры кроны :хвойной. : лапки отмерших сучьев

8 9,5 D, СВЗ 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 74,7 528 276 36,9

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

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

Таблица 4

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

Ступени толщины, ом : Ш разряд

: средняя: . высота,. : м : объем : масса, кг

ство- . ла-мз ; коры : : кроны :хвойной: : лапки : :отмерши) ; сучьев

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

12 12,7 0,065 87,7 . 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 f3I 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 задачи изучения динамики надземной фитомассы разработки нормативов ее учета выявились особенности данной работы: исходя из разновозрастное™ елово-пихтових насаждений (В.Г.

Дерягин-1983; С.А.Диренков-1984) и целевого назначения нормативов, динамика надземной фитомассы 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 м3 стволовой древесины. .

Из многочисленных методик оценки фитомассы древостоев нами избран регрессионный метод (Т.Сато-1970), предполагающий построе-' ние и использование таблиц фитомассы на уровне дерева. Необходим дифференцированный подход к изучении динамики надземной фитомассы элементов древостоя, относящихся к разным возрастным поколениям и, соответственно, к разным ярусам древесного полога, что связано с ' особенностями накопления фитомассы разними частями древеаного полога (рис.3).

М,

кг/м*

50 -

8 -16 32. Н,м

Рис.3. Зависимость массы отмерших сучьев (на I м3) от средней высоты древостоев ели.

1-Х поколение (верхний ярус), .

2-П поколение. ;

Проведенный корреляционный анализ выявил высокие криволинейные связи компонентов фитомассы со средней высотой древостоя или

' элемента леса: для ели = 0,89-0,99

для пихты ^ = 0,87-0,98

Связи имеют обратнопропорциональный характер.

Метода,1 регрессионного анализа были получены достоверные ма- .' тематические модели динамики компонентов фитомассы еловой и пихтовой части древостоев. В качестве регрессионной тлели во многих случаях удовлетворительно применимы гипербола и обратнологарпфми-ческая Функция.

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

Нормативы увязаны со стандартными таблицами суш площадей сечений и запасов высокополногных древостоев ели и пихты, используемыми' при лесоустроительной проектировании в Пермской области (таблица 5). Могут быть использованы для оценки запасов надземной фитомассы насаждений с полнотой выше 0,7 при различных видах рубок, запасов хвойной лапки Ъри-проектировании лесохимического производства.

Таблпца 5.

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

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

няя пло- ,

•: I поколение : П поколение

вы- щадей• пас,

сота, сече-: м3 : Кора ---- -

м ни;!. . : :ветви :в т. :отмер:ветви :в т. :отмер. : :кроны :ч.хв.:сучья:кроны :ч.хв.:сучья : : ¡лапка: : :лапка:

& '

I 2 3 4 5 • . 6 7 8 9 10

8 21 90 53,2 333 268 87,5

9 22 . 110 51,3 'ЗОБ 243 76 ;0

10 24 130- 49,7 283 222 67;1

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

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

27 48 560 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. НОНЛАТИВЦ ДРЕВЕСНОГО ОТПАДА Б ЕЛОВО-ПИХТОБЫХ НАСАДИВШИХ '

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

Выявлено 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 80? варьирования показателей отпада. Показатели корреляционной связи очень Ецсоиие ( |г)_ = 0,75-0,96), достоверные. Характер связи в основном криволинейный. Сеязи со средней шсотой насаждения высокие ( 1^= 0,59-0,94), достоверные. Исследована связь запасов древесного отпада с запасом сырорастущей части древостоя. Показатели связи различны по величине. В&явлен слабый уровень связи древесного отпада со средним возрастом насаждений.

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

Таблица 6

Регрессионные модели показателей древесного отпада ' (фрагмент)

Показатели : Показатели свя-отпада : зи ^ ± 5 Уравнение связи '

Т "2 : -3 '

Запас отпада 0,86 ¿ 0,046 0,89 ± 0,037 - м •М = 72,4-4,43Д+0,093ДЙ) = 6,I7-2,27H+0,22H -0.0036Н3

Средний объем 0,67 ± 0,105 ствола отпада 0,87 ± 0,049 = 0,52+0,1 ЗД-0,0083Д?-t- 0.00017Д3 = 0,12^0,02Н+0.00085Н2

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

Продолжение таблицы 6

Средний диаметр сухостоя

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

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

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

Все показатели, приводимые в нормативных таблицах, взаимоувязаны. .... *

Таблица 7

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

древесный отпад

Средняя высота, ■ м общий запас, м3 :сред- : :пий : :объем : :стволо: :отп|да: в том числе

запас сухостоя, м :средний ¡объем ¡ствола :сухдстоя : м средний: диаметр : сухостоя: см : запас валежа м3 : ¡'средний :объем :стволов :вал|жа

10 5,3 . 0,06 3,9 0,06 10 1,4 0,06

II . 6,4 0,07 4,7 0,07 12 1,7 0,06

12 7,4 0,08 5,3 0,08 13 2,1 0,07

13 '8,9 0,10 6,2 одо 14 2,7 0,08

25 32,3 0,61 16,3 0,56 28 16,0 0,66

, 26 34,6 0,68 17,3 0,64 ' 30 17,3 0,72

27 37,0 0,75 18,4 0,71 31 18,6 0,79

28 39,4 0,83 19,5 0,80 ' 33 ' * 19,9 0,87 -

ЗЖЯОЧЕШЕ

Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие основные выводи и предложения:

I. Разнообразие условий и. состояния лесосирьевнх баз требует Ш(й;ерешщроЕанного подхода к каждому предприятию в смысле осуще-

I

ствления принципа непрерывного неистощительного лесопользования.

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

3. Учитывая сложный состав и разновозрасгяость исследуемых древостоев, регулирование лесопользования следует осуществлять на оонове комбинирования сплошнолесосечной и выборочной форм хо-

. 'зяйства; дополнительный объем древесины при комплексных рубках позволит на 10,1 увеличить объем лесопользования.

4. Для компенсации снижения размера главного пользования необходим поиск нетрадиционных источников древесного сырья и разработка нормативов их учета.

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

6. В связи со спецификой исследуемых насаящений целесообразно изучать динамику' надземной фитомасси елово-пихтових древостоев с-изменением средней высоты древостоев, дифференцировать по возрастным поколениям. Учет фитомассы производить в единицах мадсы, 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 использов.ать разработанные нормативы таксации надземной фитомассы и древесного отпада елово-пихтових древостоев.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах: ' I. Естественное возобновление под пологом древостоя и на вырубках в ПО "Комиперылес" //Проблемы лесовосстаповления в таежной зоне СССР: Тезисы докладов Всесоюзной конференции (Красноярск, 13-15 сентября 1988 г.). Красноярск: ВДЦ СО АН СССР, 1988.' С;232-233 ( в соавторстве).

2. К оценке фитопатологического состояния елово-пихтовнх древостоев ПО "Комиперылес" //Научно-технический прогресс в отраслях лесного комплекса: Меквуз.сб.науч.тр.- Л.: ЛЛТА, 1938. С.43-

-46 (в соавторстве).

3. Уравнения для оценки фитомассы стволов в елово-гопстовых насаждениях //Научно-технические разработки проблем лесного комплекса: Меявуз.сб.науч.тр. - Л.:ЛЛТА, 1989. С.28-31 (в соавторстве).

4. Состояние и перспективы лесопользования в ПО "Комипермлес"'' // Совериенсгвование организации комплексного"лесопользования: Тезисы к докладам. М.гГоскомлео СССР, 1990. СЛ24-126.

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

6. Перспективы комплексного лесопользования в ПО "Комипермлес" // Вопросы комплексного использования лесосырьевых ресурсов: Меасвуз. сб.ст.Воронеж: ВЛТИ, 1990. С.33-36 (в соавторстве).

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

8. Перспективы лесопользования для северо-запада Пермской ■ области // Совершенствование ресурсосберегающих технологий и охраны окружающей среды лесопромышленных предприятий: Тезисы докладов научно-технической" конкуренции.. Вып.I. Ивано-Франковск, 1990. С,38-39.

9. Моделирование режима лесопользования на длительную перспективу для предприятий ПО "Комипермлес" // Совершенствование научного обеспечения лесохозяйственного производства:Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученнх, аспирантов и специалистов отрасли (15-17 октября, 1990,. Пушкино, Москвовск.обл.). !Л., ВНИЙЛМ, 1990. С.49.

10. Оценка надземной фитомассы хвойных насаждений северо-запада Пермской области при проектировании Лесопользования // Проблема рационального использования, воспроизводства и экологического мониторинга лесов: Информационнне материалы. Свердловск: -УрО АНСССР, 1991. С.132-133.

г.Ворснех

щвд 100 от 6.11.91г.