Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Моделирование оптимальной производительности естественных сосновых древостоев в условиях Беларуси

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Моделирование оптимальной производительности естественных сосновых древостоев в условиях Беларуси"

Белорусский государственный технологический университет

■Т8 СЛ

УДК 630*666:684 Л Я Arn

" <vCiJ С,;./

СЕВКО ОКСАНА АЛЕКСАНДРОВНА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЕСТЕСТВЕННЫХ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ В УСЛОВИЯХ БЕЛАРУСИ

06.03.02. Лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФД РА' Т диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Минск 1996

Работа выполнена на кафедре лесоустройства Белорусского государственного технологического университета

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, \ ' 1 профессор

О.А.АТРОЩЕНКО

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

A.М.КОНЕВНИКОВ;

кандидат сельскохозяйственных нау доцент

B.П.ГРИГОРЬЕВ

Оппонирующая организация - Министерство лесного хозяйства

Республики Беларусь

Защита диссертации состоится " £3 " января 1996''г. в 10.0 часов на заседании совета по защите диссертаций Л 02.08.0 в Белорусском государственном технологическом университет по адресу¡220630, Беларусь? г. Минск, ул. Свердлова, 13а.

С диссертацией можно 'знакомиться в иблиотеке БГТУ.

Автореферат разослан "_■"___199_ г.

Ученый секретарь совета

по защите диссертаций

кандидат биологических ,

наук, доцент А.И.Блинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Концепция непрерывного и неистощи-тельного лесопользования является основой рационального использования лесных ресурсов, Выполнение этого принципа требует осуществления комплекса мероприятий по оптимизации размера главного и промежуточного лесопользования. Оптимизация промежуточного лесопользования предусматривает создание программ формирования древостоев, учитывающих не только различные, варианты режимов рубок ухода, но и возможность варьирования оборота рубки с учетом размерно-качественной характеристики древесины, что позволит более обоснованно выбирать оптимальные варианты рубок ухода для отдельного насаждения в различных условиях произрастания.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа является частьк? Республиканской комплексной ( научно-технической программы 33-01 РЦ "Древесные ресурсы", тема ( ГВ 29-91 "Разработать технические задания, систему моделей и нормативов, базы данных, структуру информации по лесному фонду •на основе новой технологии непрерывного лесоустройства"( N Гос. регистрации 01010008669),

И"ль и задачи исследования. Целью исследования явилась разработка лесотаксацнонных моделей оптимальной производительности сосновых древостоев при различных режимах рубок ухода. В практическом плане предусматривалосьсоставить таксационные программы формирования чистых сосновых древостоев естественного происхождения максимальной производительности по классам бонитета и типам леса. Для решения поставленных задач требовалось: 1) выполнить планирование и сбор /экспериментального материала; 2) провести математико-статистический анализ экспериментальных дан-■ ных; 3) разработать алгоритмы, математические модели и программы на "ПЭВМ для моделирования р*бста сосновых древостоев; 4) разработать'модель оптимальной производительности сосновых древостоев; 5) представить таксационные программы формирования сосновых древостоев при разт" IX режимах рубок ухода по классам бонитета и типам леса; б) определить таксационные программы формирования оптимальной (максимальной) производительности сосновых древостоев; 7) определить экономическую эффективность применения модели формирования оптимальной производительности сосновых древостоев.

Научная новизна полученные.результатов. Автором впервые научно обоснованы и выдвинуты следующие положения: 1) алгоритмы, математические модели и программы на ПЭВМ для моделирования хода роста чистых сосновых древостоев естественного происхождения по классам бонитета и типам леса; 2) таблицы роста и производительности полных чистых сосновых древостоев по типам леса и классам бонитета; 3) теоретическая модель оптимальной производительности сосновых древостой?; 4) тш^йщготше программы формирования чистых сосновых нас^Чцений естественного происхождения для различных режимов рубок ухода пс классам бонитета и типам леса.

Практическая значимость полученных результатов; Для практического применения разработаны таблицы хода роста чистых сосно-' >вых древостоев по типам леса и классам бонитета, которые служат нормативом при таксации сосновых лесов республики, таксационные программы формирования сосновых древостоев рубками ухода различных pej¡oa¿pB для 1ал III классов бонитета и по типам леса.

Результаты исследований и разработанные программы формирования древостоев испльзуются: при планировании рубок ухода в чистых сосновых насаждениях;• назначении'.оборота рубки в сосновые древостоях, в соответствии с целью-выращивания насаждений максимальной общей производительностью и целевого лесовыращвания.

Результаты исследований внедрены в производство и применяются при лесоустроительном проектировании рубок ухода Ъ ГО "Бел-гослес" (акт внедрения от 1<Р.08.08.), а такие используются в учебном процессе БГТУ по дисциплине "ЭВМ в лесном хозяйстве и лесоустройстве".

Экономическая значимость полученных результатов заключается: а) повышении прибыли при выращивании оптимальных сосновых древостоев; б) возможности формирования чистых сосновых древостоев оп^альной производительности, кмеюгдах макса.альный выход крупной и средней деловой древесины в соответствии с тг-.сационными программами формирования сосновых древостоев по классам бонитета и типам леса; в) в использовании таблиц роста и производительности древостоев для таксации лесов и контроля растущего запаса древостоя; прогнозирования естественного роста древостоев.

Основные положения диссертечии. выносимые на защиту; - таблицы хода роста чистых сосновых древостоев по классам бо-

нитета и типам леса;

- методика и алгоритм моделирования оптимальной производительности древостоев на ПЭВМ;

- имитационная модель оптимальной производительности древостоев;

- программы формирования сосновых древостоев естественного происхождения оптимальной производительности по типам леса и классам бонитета.

Личный вклад соискателя состоит в постановке задачи и разработке теоретических и методических положений ее решения. Автором собран и проанализирован экспериментальный материал, разработаны алгоритм и программы на ПЭВМ, обработаны данные на ПЭВМ, проведено математическое моделирование роста полных сосновых древос-тоез естественного происхождения, производительности сосняков при различных режимах рубок ухода, переведена иностранная литература на русский язык.

Апробация результатов диссертации. Основные теоретические положения, методика и результаты исследований докладывались и получили положительные оценки на научных конференциях лесохо-•вяйственного факультета БГТУ (1992 - 1996г.), региональной конференции (Гомель. 1994 г.) и международных научно-практических конференции (Минск, 1995, 1996 г.).

ОПУбликованкость результатов. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 статьи, 2 тезисов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения , четырёх глав и заключения, списка литературы и приложения. Содержит 133 страницы машинописного текста, в том числе 14 рисунков а 36 таблиц. Список литературы включает 203 наименования, в том числе 36 на иностранном-языке. В приложении приведены экспериментальные материалы, программы армирования сосновых древостоев для различных режимов рубок ухода по классам бонитета и типам леса, программы для ПЭВМ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОВРЕМЕННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ РОСТА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДРЕВОСТОЕВ

Моделирование роста леса рассматривается как небольшой сег-

мент в общей системе управления лесными рессурсами. При этом математическая модель насаждения являются как системой, где взаимосвязаны закономерности роста и естественного отпада. Вопросы моделирования хода роста насаждений представлены в работах ученых СНГ: Свалов H.H. (1983), Атрощенко O.A. (1980), Загреев В.В. (1078), Антанайтис В.В. (1983), Багинский В.Ф. (19d4).

Большое внимание математическим моделям роста древостоев уделяется 8а рубежом: Е./ sman, F.Franz (1967), R.Curtis (1970), G.Wenk (1973), F.Heggl (1973). Проблема формирования древостоев с максимальной производительностью была рассмотрена в работах Кожевникова A.M. (1971, 1973, 1990). Сеннова С.Н. (1987), Атро-хина В.Г. (1990), Чуенкова B.C. (1975), Швиденко A.B., Юдицкого Я.А. (1979). "Различного рода программы формирования древостоев были предложены зарубежными авторами: R.Curtis (1970), Н.Valiaho (1973), P.Kilkki (1969, 1975). Y.Vuoklla (1975, 1980).

Моделирование оптимальной производительности древостоев продолжает оставаться одной из важнейших лёсотаксационныхх задач; особое внимание при построении программ формирования древостоев следует уделять интенсивности и повторяемости рубок ухода; необходим дифференцированный подход к возрасту рубки древостоев; инструментальньм средством для решения поставленных задач может служ-ть имитационное моделирование.

ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Програ*<ма исследований предусматривала выполнение следующих этапов: 1) аналитический обзор современных направлений моделирования роста и производительности древостоев на ЭВМ; 2) планирование наблюдений и сбор экспериментальных данных; 3) статистический анализ экспериментальных данных; 4) моделирование хода роста древостоев по классам бонитета; 5) моделирование роста и производительности сосновых древостоев по типам леса; 6) разработка имитационной модели производительности чистых сосновых древостоев при разных режимах рубок ухода для la-IV классов бонитета и основных типов леса; 7) исследование имитационной модели; 8) разработка программ формирования сосновых древостоев; 9) определение экономической эффективности применения модели оптимальной производительности сосновых древостоев .

В процессе исследований использован экспериментальный мате -риал: 1) данные перечислительной таксации сосновых древостоев а) на 365 временных пробных площадях, заложенных сотрудниками кафедры лесоустройства БГТУ и ПО "Белгослес" ; б) на 46 постоянных пробных площадях в национального парка "Беловежская пуща", Бере-зинского заповедника и Негорельского учебно-опытного лесхоза; в) на £0 временных пробных площадях, заложен..ых автором; 2) местные таблицы хода роста сосновых насаждений республики. Экспериментом охвачены 29 лесхозов и 2 заповедника республики.

Основными ограничивающими факторами при отборе материалов были: класс бонитета - la, 1, 11, III, пол юта - не менее 0,7; тип леса - С. орляковый, С. черничный, С. мшистый, С. вересковый.

С помощью интегрированной среды FREMW0RK: разработаны программы классификацил древостоев по типам леса, классам бонитета, полнотам и диаметрам и статистического анализа данных; созданы модели формирования древостоев оптимальной производительности на основе имитации рубок ухода различной интенсивности и повторяемости, с изменяемым оборотом рубки. Наиболее широко представлены древостой I и II. класса бонитета со средней полнотой 0,87; основная часть пробных площадей заложена в сосняках мшистых III— IV классов возраста.

Средний диаметр исследуемых насаждений составляет 22,5 см, высота - 21,1 м, сумма площадей сечений изменяется с возрастом древостоев от 20,9 м2 до 31,6 м2. Точность оценки средних значе-* ний с выбороке по классам возраста не превышает 5 7.. Статистический анализ совокупностей показателей древостоев всех классов возраста показывает, что среднеквадратическое отклонение по диаметру составило 7.14 см, по высоте 5,08 м, по сумме площадей сечений 4,11 м2. Коэффициенты вариации по всем показателям не выше 31,7 а стандартная ошибка 1,52 Z, что обеспечивает достаточную точность исследований и показывает статистическую однородность исследуемых насаждений, о

МОДЕЛИРОВАНИЕ ХОДА РОСТА СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ

Разработка имитационной модели роста» производительности и

формирования рубками ухода сосновых древостоев производилась в последовательности созданного алгоритма.

По программам BON, TIP и DAN проводились выбор и классификация пробных площадей. Статистический анализ экспериментальных данных выполнен с помощью пакета программ для статистической обработки STAT6RAF. Проводилось аналитическое выравнивание высот, диаметров и сумм площадей сечений с возрастом древостоев с использованием функции роста Г. Бакмана.

По результатам статистической оценки регрессий для моделирования роста древостоев по классам бонитета была принята модель вида:

lg У - bo + bilgA b?lg Н100 * и по типам леса: lg у « bo + bjlgA + b2lg2A ,

где у - зависимый признак (средняя высота, диаметр или сумма площадей сечений древостоя); А - возраст древостоя, лет; H 100 -индекс класса бонитета.

Регрессии достоверны по F- критерию, объясняют 93-39,t вариации зависимого показателя с относительной ошибкой 6-16%.

Модели хода роста древостоев по диааотру (D), высоте (10 и сумме площадей сечений (G) в зависимости от возраста (А) имеют вид:

lg H - -1.2400 + 0.7584 lgA + 0.82Б5 lgKlOO lg D - -1.1098 + 0.8494 lgA + 0.6698 lgHiOO lg G - 0.4619 + 0.3013 lgA + 0.3823 lgHiOO

Запас определяется умножением суммы площадей сечений на ви довую высоту древостоя. Использовались следующие уравнения связи:

HF = bo + biH + b£HD~2+ ЬзНЮО (1), DOTn= 131.4339+0.3722D2-0.5121H100-26.1311(lgA"IgN) (2) ,

lgH010« -0.3412 + 0.9076-igDOTn+ 0.3188"lgHICO (3).

где HF - видовая высота древостоя;H,D - средние высота и диаметр древостоя; Ьо.ЬьЬг.Ьз- Коэффициенты .регрессия; Сотп~ средний диаметр отпада; Н100 - индекс класса бонитета; N - число отволоя древостоя, А - возраст древостоя. .

При расчетах применялись формулы для определения тачсацнон-

ных показателей:

К - Q/0.785-02 ; NaOTn-Na-n- h'a 0°тп- МОТПС0.785 (DOTn)2] ;

мстп,, Оотп. нротп . мпром. Е ^ртп , (i»l,.. .п) ;

Мас6и - Ма + £ Мапр0м ¡ Zm. - 1Иаов1д/А

Zm - (Ма06щ -Ма-пОбга)/10 ; Р^ - Ф 100 /ЦМ* + Ma-n ):2]3

где N - число деревьев древостоя, 3 - суша площадей сечений древостоя, NaOTn— число деревьев отпада в настоящий момент; Na и Na-n - число деревьев в древостое теперь(а) и п лет назад. GOTr" - сумма площадей сечений отпада; HF°Tn - видовая высота отпада; М°тп - запас отпада ; Мп1юм - объем промежуточного пользования ; Маоб!ц и Ма-п06и - общая производительность теперь и п лет назад; Ма и Ма-п - запас древостоя теперь и п лет назад; Zm -средний прирост по запасу; А - возраст древостоя; Z$- абсолютный 11 текущий среднепериодический прирост по запасу; Р=п - относительный прирост по запасу.

Остальные показатели таблиц хода роста и их взаимосвязи устанавливаются общепринятыми в лесной таксации способами. Выходом данной имитационной модели являются таблицы хода роста полных сосновьх древостоев естественного происхождения по классам бонитета (табл. 1).

Модели хода роста сосновых древостоев составлены для Ia-ИI классов бонитета. В таблицах представлена таксационная характеристика древостоя в целом, в том числе - показатели отпада. Таблицы составлены для полных чистых сосновых насаждений Беларуси естественного происхождения. По программе LESO проведена размерно-качественная оценка древесины вырубленной в древостоях за оборот рубки.

Выход деловой древесины уменьшается с от Ia к Ж классу бонитета (от 78,2,до 75.12), такая же тенденция видна в выходе крупной деловой древесины (от 53 до 34%), процент средней и мелкой деловой древесины увеличиваются. Общая производительность по классам бонитета возрастает от 621 до 1071 мэ в связи с различными режимами рубок ухода.

По программе ETAL0N составлены таблицы роста и производительности дррростоев по типам леса. Модели хода роста древостоев

по диаметру (D), высоте (Н) и сумме площадей сечений (G) имеют вид;

С.орляковый lg H - -0.0098+1.1443-lgA - 0.1892-(IgA)2 lg D - -0.0101 + 1,0374-lgA - 0.1315-(igA)2 lg G - -0.4Ш4 + 2,7002-igA - 0.2757-(IgA)2 С.мшстый

lg H - -0.0500 + 0.8173-lgA - 0.0242-(lgA)2 lg D - -0.0301 + 0.7083-lgA +0.0282*(lgA)2 lg G - -0.6012 + 2.0684-lgA - 0.2757-(IgA)2

С.черничный lg H- 0.8912-lgA - 0.0857-(IgA)2 lg D - 0.7117*lgA + 0.0108-(lgA)2 lg G - -0.2500 + 2.1713-lgA - 0-4127-(lgA)2

С.вересковый lg H - 0.5964'IgA + 0.0498*(IgA)2 lg D - 0.5107-IgA +0.0974-(IgA)2 lg G - -0.7003 + 1.8739-lgA - 0.1738-(JgA)2 По программе LESO выполнена размерно-качественная характеристика древесины в насаждениях по типам леса sa оборот рубни.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ■ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РУБОК УХОДА

(Яновной задачей имитационного моделирования при этом является разработка программ рубок ухода, а именно, показателей, регламентирующих рубки ухода для достижения поставленной цел! леоовыращивзния (максимум общей производительности на оборот рубки и максимум выхода деловой крупномерной древесины).

Автором разработаны таксационные программы формирования оптимальной производительности сосновых древостоев с "четом имеющихся рекомендаций А.М.Кожевникова(1973, 1990) и данных зарубежных исследователей. Основным нормативным документов являете; "Наставление по рубкам ухода в лесах Республики Беларусь". Нг основании программ BONIТЕТ и ETALON в информационной среде FREM-Ш разработан табличный фрейм OPTIMA. Вводными данными служат регрессионные модели для определения хода роста древостоев пс диметру, высоте, сумме площадей сечений, видовой высоте, обща?

Таблица 1

Таблица хода роста сосновых древостоев II 1«асса бонитета

Древостой в целом

Возраст,

лет

Сред- Сред- Число Сумма Видо- Запас,

няя ний ство- площа- вое

высо- диа- лов. дей чис-

та, м метр, см шт сечений, М ' ло м3

Прирост

средний.

текущий,

X

II класс бонитета

10 4.7 4.7 10757 19.0 0.680 61 6.7 6.7 14.7

20 8.0 8.5 4298 24.6 0.579 ИЗ 7.3 7.8 9.0

30 10.8 12.0 2454 28.1 С. 538 163 7.8 9.0 6.5

40 13.5 15.4 1646 30.С 0.515 212 8.0 8.7 4.6

00 15.9 18.6 1193 32.5 0.500 259 8.1 8.3 3.5

60 18.3 21.7 922 34.1 0.489 305 8.1 7,9 2.8

70 20.6 24.7 737 35.4 0.481 351 8.0 7.6 2.3

80 22.8 27.7 607 36.6 0.475 396 7.9 7.2 1.9

¿га 24.9 30.6 511 37.6 0.470 440 7,8 6.9 1.6

100 27.0 33.5 437 38.5 0.465 484 7.7 6.5 1.4

110 29.0 36,3 380 39.3 0.452 527 7.5 6.3 1.2

120 31.0 зэл 334 40.1 0.460 570 7.4 6.0 1.1

Отпад (вырубаемая часть) Общая

Воз- Сред- Запас,

Сред- 1 Число Сумма Видо- Сум,1а тельноетс

раст. няя ний ство- площа- вое проме-

высо- диа- ■ лов. дей чис- жуточ- Сумма За-

та, метр. сече- ло ного . площа- над.

лет м см ИТ нии, гг Поль- дей

м3 зова-- сече-„ ний.м

ния.м-'

10 2.3 1.9 11085 3.1 0.847 6 6 22.4 67

20 4.5 4.1 6459 8.4 0.686 26 31 20.2 144

30 8.1 7.7 183-1 8.5 0.573 40 71 28.8 234

40 10.6 10.3 818 6.8 0.041 39 110 33.9 •321

50 12.7 12.6 . 44В 5.6 0.523 36 146 33.3 404

60 14.6 14.7 276 4.7 0.511 33 179 42.1 484

70 16.2 16.5 105 4.0 0.504 30 209 45.4 560

80 17.7 18.2 130 3.4 0.498 27 236 48.2 632

90 19.0 19.6 96 2.9 0.495 24 260 50.'3 700

100 20.1 20. У 73 2.5 0. 192 22 282 52.7 766

110 21.0 22.0 57 2.2 0.490 19 301 54.6 828

120 21.8 22.9 46 1.9 0.490 17 318 56.2 888

производительность иэ местных таблиц хода роста,интенсивность, повторяемость рубок ухода и оборот рубки.

Расчет программы ведется с .применением лесотаксационных формул по следующему алгоритму;

Мвыр " Мдо'Рм. Мпаслв - Мдо " Мвыр , Мдо - Мд0+ б2у ИЛи Мдо - МЛосле + 5 2у ,

где Мвыр - запас вырубленный во время рубск ухода ; Мдо -запас до рубки ухода; Рм - процент вырубаемого запаса; Мпосде -запас после рубок ухода; Мдо - запас до рубки через пять лет;

- среднепериодический текущий прирост, м .

Запас вырубленный рубками ухода без коры вычисляется:

Мб/к - Мвыр •(100-Рк) ,

где Рк- процент коры от объема дерева, взятый в зависимости от среднего диаметра вырубаемых деревьев (равен для диаметра 8-12см - 167., 12-1бсм - 14%, 16-25см - 13%, 20см и более - 12%).

Уср- Мдо/Кдо'. \гвыр» Уср-Ру ; - Мвыр/Увир ;

Илослв- Идо " МВЫр ; Рм - Ивыр' "до ; ^б/к - Мб/к/ Ивыр;

Овыр - \/ УВЫРСдо2 / Уд0 ; . (Звыр- 0.785 0ВыР2-МВЬ1Р,

где Уср - Средний объем ствола растущего дерева; Увыр -средний объем вырубленного дерева; Ру - процент/который составляет среднее вырубленное дерево по отношению к среднему дереву древостоя (изменяются с возрастом от 40 до 60%); ИВыр - количество вырубленных деревьев;^после - число деревьев после рубки Рц - процент вырубленных деревьев; Уб/к - средний объем вырубленного дерева без коры. Овыр - средний диаметр вырубаемого дерева; Бдо,- средний диаметр до рубки; Удо - средний объем дерева до рубки; (Звыр - сумма площадей сечений вырубаемой части древостоя.

Средняя высота вырубаемого древостоя вычисляется:

- и

Пьыр ■- -6.510 0.699 Dbup +21.6121g Dbup

Выходами имитационной модели являются таксационные программы формирования сосновых древостоев по классам бонитета (1а -III) и типам леса (табл. 2). Размерно-качественная характеристика древесины, вырубаемой при рубках ухода, определяется по программе LESO. Результатом вычислений является выход деловой древесины по категориям крупности, а также вшод дров и отходов.

В основу расчета лесотаксавдонных программ формирования дре-всстоев рубками ухода положены таблицы хода роста полных сосновых древостоев по классам бонитета и типам леса. Интенсивность и повторяемость рубок ухода принята в. соответствии с Наставлением по рубкам ухода с использованием рекомендаций зарубежных лесоводов, согласно которым повторяемость изменяется с возрастом. Всего рассматривалось 20 вариантов рубок ухода для 1а - III классов бонитета (табл. 3) и типов леса.

Б первых семи вариантах, при постоянной в течении периода лесовыращивания интенсивности и начале рубок, ухода в 20 лет, повторяемость с возрастом увеличивается в 1- 5 заркантах с б до 15 лет и в 6, 7 вариантах - с 10 До 15 лет. Такой подход более соответствует лесоводственной целесообразности, в связи с большим приростом в молодняках. Тогда как с возрастом необходимость частгх рубок ухода отпадает1. В 9 - 11 вариантах возраст начала рубок ухода принят 25 лет, в 12-ом - 30 лет. Это соответствует положению Настазлеьйя по рубкам ухода, в связи с которым в чис-% тых сосновых древостсях начало рубок ухода может Сыть установлено в 30 лет. В остальных вариантах (13 - 20) в соответствии с Наставлением прореживания начинаются в 20 лет и проводятся с интенсивностью от 10 до 25Z и повторяемостью от 10 до.25 лет.

Общая производительность и выход деловой древесины является наибольшими в 1а классе бонитета при рубках ухода с интенсивностью 20% и повторяемостью 5-15 лет (6 рубок за оборот рубки). для 1-й II - прореживания должны проводиться 5 раз за оборот рубки через 10-15 лег с интенсивностью 207.. Основное влияние на эти показатели оказало соотношение размеров рубок ухода и главного 'пользования: большие объемы рубок ухода в молодом возрасте характеризуются высоким выходом мелкой деловой древесины, но обеслечивгмт максимальный размер главного пользования. Сравнение

Таблица 2

Программа формирования чистого соснового древостоя II класса бонитета рубками ухода интенсивностью 1БХ и оборотом рубки 100 лет, 2 вариант

Древостой

Воз- Средний Сред--няя , Число Сумма „ плоиддеи Запас, Прирост Общая

раст, дйа- ство- пропрво дитель-

теку-

м?тр, высо- лов. сечении, з средний, о

лет см та, шт м2 ы щий, э Н0№,

м . ■ м ЬГ М"

20 8.5 8.6 4298 21.1 113 7.3 145

25 11.3 12.3 2833 28.6 141 9 0 7.6 190

30. 14.4 15.6 1736 28.2 165 9.0 7.8 235

35 17.7 18.6 1213 29.8 184 8.8 8.0 279

,40 45 18.6 19.3 1213 32.8 227 8.6 8.1 322

22.0 22.0 847 32.1 235 . 8.4 8.1 364

50 22.8 22.6 847 34.7 276 8.2 8.1 405

55 23.9 23.4 847 38.0 316 8.0 8.1 445

60 26.7 25.3 616 34.4 308 7.8 8.1 484

65 27.6 25.9 616 36.9 346 7.6 8.0 522

70 28.3 26.3 616 38.6 384 7.6 8.0 560

75 31.2 28.2 462 35.2 363 7.4 7.9 597

80 31.8 28.6 462 36.8 398 7.0 7.9 632

85 32.6 29.0 462 38.6 433 6.9 7.8 667

90 33.2 29.4 462 39.9 467 6.9 7.8 701

95 33.8 29.7 462 41.4 • 600 6.6 7.7 •734

100 34.2 30.0 462 42.3 532 6.4 7.7 766

Вырубаемая часть

Воз- средний Сред- Число Суша Запас, Сумма Выход деловой древесины

раст, няя ство- пло-, проме-

Итого

диа- высо- лов. щадеи з жуточ- круп- сред- мет-

лет метр. та. ИТ селе- м-3 ного ной, ней. кой, Дело-

см м нии. ПОЛЬ30- •а т вой,

о 1,Г вануя, М-3 м мэ

20 5.6 4.6 1465 3.7 17.0 17.0 0 0 10.2 10.2

2.5 7.0 5.4 1097 4.3 21.2 33.2 0 0 16.9 16.9

30 10.1 9.8 523 4.2 24.7 52.9 0 0 18.7 18.7

35 62.9

40 13.1 13.3 365 4.9 34.1 97.0 0 1.4 19.4 20.8

45 97.0

50 97.0

55 17.7 17.6 232 5.7 47.4 144.4 0 20.5 15.6 36.1

60 144.4

65 144.4

70 21.9 20.9 154 5.8 57.6 202.0 2.2 30.8 10.0 43.0

75 202.0

80 90 202.0 202.0

100 34.2 29 462 42.3 532.1 734.1 240.7 182.9 10.4 434.0

результатов показало, что значительное влияние на равмерно-ка-чественную структуру древесины оказывает Tai оке интенсивность рубок ухода. Более высокий процент выборки (25-ЗОЯ) с большими периодами повторяемости между рубками обеспечивает высокий выход крупной и средней древесины.

Основными критериями при выборе оптимальных программ формирования сосновых древостоев по классам бонитета послужили: максимальная сумма главного и промежуточного польвования, с учетом процента выхода деловой древесины, в частности крупномерной древесины, а также лесоводственная и экономическая эффективность рубок ухода. В качестве программ формирования оптимальной производительности сосновых древостоев рекомендуются для ia и I классов бонитета прореживания с интенсивностью 20%, повторяемостью 5- 15 лет, 6 рубок за оборот рубки, для И класса бонитета и сосняков орлякового и черничного - выборка по запасу должна состав-V лять 15%, период между рубками 5- 15 лет, число рубок - 6, для III класса бонитета и сосняков мшистого и верескового эти показатели составляют, соответственно, 20%, 10- 15 лет, 5 рубок. Для •основных типов леса рекомендованы в качестве программ формирования чистых сосновых древостоев могут быть: для С. орлякового и черничного 2 вариант, для С. шмстого и вер&скового - б вариант.

Эффективность и рентабельность рубок ухода были расчитаны по методике кафедры экономики и организации природопользования БГТУ, основанной на учете себестоимости древесины, получаемой при рубках ухода и прибили от ее реализации, а так же суммарных ватрат на лесовыращивание и прибыли от реализации древесины, получаемой при рубках главного пользования.

Рентабельность прорешвалий увеличивается с возрастом и уменьшается от 1а к III классу бонитета, изменяется от 53,3 до • 86,6%. Уход в молодняках характеризуется низким уровнем рентабельности (она в основном отрицательная), что снижает рентабельность лесловырашивания до 10%; однако это обеспечивает высокий уровень выхода крупномерной качественной древесины при последующих рубках. Малая повторяемость рубок ухода в 11. III классах бонитета обуславливают самоокупаемость рубок ухода и повышение рентабельности лесовыращивания. Однако необходим одновременный учет качественной цифры вырубаемой древесины, выхода крупномерной продукции, который в высоких классах бонитета значительно

Таблица 3

Общая производительность сосновых древостоев при различных режимах рубок ухода по. классам бонитета

Вари- Показатели ант переживаний Общая производительность оборот рубки по классам бонитета,м3 /лет

рубок интен- возраст повто-ухода сив- начала ряе-ность, ухода, мость, 7. лот лет/раз

1а 1 II III

1 г

3

4 б 6

7

8 9

10 И 12

13

14 16 16

17

18

19

20

15 20

16 20 15 -20 20 20

20 20 25 15 20 20 25 30 20 25 30 10 15 10 10 25

20 20 20 20 25 25 25 30 20 20 20 20 20 20 20 20

5-15 б

5-15 6

5-15 6

5-15

6

5-15 5

10-15 5

10-15 4

15

1° 20

3

I5

20

4

1°

20

3

15

4

|0

1° г

I5

¿Р

т

дш %

logg

k

еш Ö(

916

Öi

iö

18

m %

720 739

18

8Й.

846

7§e

802 УС

Ш

7Й4 100

734 100

т

¿8

is %t 5es

ш.

m ш

6E8

6ee ш 6e§ ш

1Ö0

644 110

5!8 494

88

6ee

5IB ?B8

ш i8§ S88

m

превышает низкобонитетчые насаждения.

ВЫВОЛЫ

1. Экспериментальный материал включает 431 пробные площади, заложенные в чистых сосновых древостоях с полнотой не ниже 0,7. Эти данные являются достаточными и надежными с вероятностью 0.95 для моделирования хода роста и производительности сосновых древостоев, разработки моделей (таблиц) оптимальной производительности сосновых древостоев.

2. Создана имитационная система моделирования роста и производительности насаждений при различных режимах рубск ухода по классам бонитета ч типам леса. Разработаны регрессионные уравнения связи таксационных показателей с возрастом насаждений и составлены таблицы хода роста чистых сосновых древостоев естественного происхождения по класса бонитета к типам леса.

3. Представлена теоретическая модель оптимальной производительности сосновых древостоев. Основными критериями при выборе оптимальных программ Формирования сосновых древостоев послужили: максимальная общая производительность с учетом Еыхода крупной и средней деловой древесины. Разработаны программы формирования чистых сосновых насаждений естественного происхождения для различных режимов рубок ухода по классам бонитета и типам леса. 0с-нознсе влияние на процент выхода деловой древесины оказывают соотношение объемов рубок ухода и глазного пользования, интенсивность и повторяемость рубок ухода.

А. В качестве программ формирования сосновых древостоев оптимально!': производительности рекомендуются: для 1а и 3 классов бонитета рубки ухода интенсивностью 207., повторяемостью 5-15 лет. 6 рубок ухода за оборот рубки, для П-го - рубки ухода должны проводиться б раз через 5-15 лет с интенсивностью .15%, для 111-го - зти показатели, соответственно, составят 5 раз, 10-15 лет, 20/.. "

5. Рентабельность дессшрацивашш сосновых древостоев в соответствии с программами •1сргкроЕахля насаждений изменяется от 53,5 до 86,6%. ПГ'-t Енрзгсг5ап22 соснозга насаждений оптимальной производительности г^сгЕйегьнссть лостгнгает в древостоях Та класса бочитета - 3?„3Z. I fcscca «онпгега - 61,9 7., II класса

Ооиигета - 67,6 7., III класса бонитета - 73,07..

г»

6. Результаты исследований подтвердили положение о целесообразности программирования рубок ухода. Для определенных усло-иии ¡ip'■ цтрпстанил и таксационных показателей следует подбирать оптимальную программу формирования древостоя, которая должна наиболее полно отвечать условиям лесоводственной и экономическо :kJ/IiOkthb!iocth. Программы формирования позволяют выбрать опти-мапыпй вариант рубок ухода с максимальной общей производительностью и с различным оборотом рубки, сократить период целевого лесовырашивашш. Результаты исследований внедрены в ПО "Белгос-лос" дли лесоустроительного проектирования рубок ухода в лесах Реларуси.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

\. итрощенко O.A., Севко O.A. Моделирование оптимальной производительности древостоев // Современные аспекты лесной таксации. Сборник научных трудов Института леса АНБ.- Гомель, 1994.

- Вып. 38,- С. 51-55.

2. Севко O.A. Моделировнаие оптимальной производительности сосновых древостоев по классам бонитета // Сб. Труды БГТУ. Лесное хозяйство. - Мн.: БГТУ, 1994.- Вып. 2,- С. 88-91.

3. Севко O.A. Лесотаксалмонная программа формирования сосновых древостоев оптимальной производительности рубками ухода // Тез. докладов международной научно-практической конференции "Лес

- 95". 29 марта - 1 апреля 1995 г.- Мн.: БГТУ, 1996,- С. 32.

4. Севко O.A. Модели формирования чистых сосновых древостоев максимальной'производительности рубками ухода //"Тез. докла-

международной научно-практической конференции "Лес - 96". 2124 мая 1996 г.- Мн.: БГТУ, 1996,- С. 28.

5. Севко O.A. Моделирование оптимальной производительности чистых сосновых древостоев по типам леса // Сб. Труды БГТУ. Лесное хозяйство.- Мн.: БГТУ, 1996.- Вып. 3.- С. 76-79.

РЕЗЮМЕ

Севко Оксана Александровна. Моделирование оптимальной производительности естественных сосновых древостоев в условиях Беларуси.

СОСНА, МОДЕЛЬ, ХОД РОСТА, ПРОГРАММА, ФОРМИРОВАНИЕ, ТАКСАЦИЯ. ОПТИМАЛЬНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, ИССЛЕДОВАНИЕ, ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.

Исследование проводилось по данным таксации чистых сосновых древостоев на 431 пробной площади. Цель работы - разработать ле-сотаксационные модели оптимальной производительности чистых сосновых древостоев естественного происхождения при различных режимах рубок ухода по классам бонитета и типам леса. Использованы приемы имитационного моделирования с помощью ПЭВМ. Разработаны программы формирования основых древостоев рубками ухода, составлены таблицы хода роста естественных сосновых древостоев по классам бонитета и типам леса. Впервые для республики составлены таксационные программы, позволяющие формировать сосновые насаждения максимальной производительности и содержащие размерно-качественную характеристику заготавливаемой древесины, выявлены оптимальные варианты моделей. Результаты исследований внедрены в ПО "Белгослес" для лесоустроительного проектирования рубок ухода в лесах Беларуси.

РЭЭЮМЕ

Се^ко Аксана Аляксандра$на. Мадэляванне аптымальнай прадук-цыйнасц! натурных сасновых дрэ"вастояу ва умовах Беларус1.

CACHA, МАДЭДЬ, ХОД РОСТУ. ПРАГРАМА, 4AFWABAHHE, ТАКСАЦИЯ, АПТЬМЛЬНАЯ ПРАДУКЦЫЙНАСЦЬ.оДАСЛЕДАВАННЕ, 1М1ТАЦЫЙНАЕ МАДЭЛЯВАННЕ.

Даследаванне праводз1лася па даных таксацы1 чистых сасновых дрэвастояу на 431 пробнай плошчы. Мэта працы - распрацаваць ле-сатаксацыйныя мадзл1 аптымальнай прадукцыйнасц1 чыстых сасновых дрэвастояу натурнага паходжання пры розных рэжымах высечак догляду па класах бан!тэту 1 тыпах лесу. Выкарыстаны прнёмн 1м1та-цыйнага мадэлявання з дапамогай камп'ютэра. Распрацаваны прагра-мы фармавання сасновых дрэвастояу высечкам1 догляду, складзены табл1цы хода росту натурных сасновых дрэвастояу па класах бан!-

тэту 1 тылах лесу. Упершш для рэспублШ складзены таксацыйныя праграмы, як!я даэваляюць фармаваць сасновыя дрэвасто! макс1-мальнай прадующйнасц! 1 утрымл!ваюць памериа-чкасную характэ-рыстыку нарыхтоуваемай драун!ны, вызначаны аптымальныя взрыянты мадэляу. Вын1к1 даследаванняу укаранены у OA "Белдэяржлес" длп лесаупарадчага праектавання высечак догляду У лясах Беларусь

SUMMARY

Sewko OKsana Alexar.drovna. Modeling of optimum yield natural pine stands in conditions Belorus.

PINE, MODEL, GROWTH OF STAND, PROGRAM, FORMATION, FOREST MENSURATION, OPTIMUM YIELD, RESEARCH, SIMULATION MODELING.

The research was conducted or, given forest mensuration of 431 sanple plots, incorporated in pure pine stands of Belorus. The purpose of work - to make up the stand simulation program of formation of pure pine natural stands of maximum productivity on bcnitet classes and forest site types. The methods of mathematical simulation modeling with tne help cf сamputer are used. The programs of formation of pine stands by ihinnings of a__ maintenance are developed, tables of growth of natural pine stands on bonitet classes and forest site types are made. For the first time for the republic the taxation programs, enabling to form pine stands of maximum yield a*id containing size-qualitative characteristic of a cutting wood are made, optimum variants of models are revealed. The results of researches are introduced in "Belgosles" for forest inventory designing thinnings in the forest of Belorus.