Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Моделирование роста еловых древостоев и проектирование проходных рубок

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Моделирование роста еловых древостоев и проектирование проходных рубок"

государственный комитет российской

федерации по высшему образованию

Московский государственный университет леса

На правах рукописи

ВАГИ II Василий Анатольевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА ЕЛОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ Н ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОХОДНЫХ РУБОК

Специальность 06.03.02.— „Лесоустройство и лесная таксация"

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва —

1 993

Работа выполнена на кафедре лесоустройства и охран леса Московского государственного университета лес;

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственны

наук,

профессор Н. Н. Свалов.

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйстве!

пых наук,

профессор В. С. Чуенков,

— кандндаг сельскохозяйственных наук А. Н. Филипчук.

Ведущая организация — Центральное государственное

лесоустроительное преднрияти г/о „ Леспроект". .

Защита диссертации состоится „ ¿ох1993 I

час. на заседании специализированного совет Д 053.31.03 при Московском государственном универсг тете леса, 141001 Мытищи, Московской области.

Отзывы на диссертацию в двух экземплярах с завере! ными подписями просим направлять по адресу: 141001 г. Мытищи-1, Московской области, Московский госуда] ствениый университет леса. Ученому секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотек МГУЛ.

Автореферат разослан „ ъ^ссия. 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

В. Г. Анисочкш!

Поди, к печ. 13.05.93 г. Объем 1 п. л. Зак. 287 Тир. К

Типографии МГУЛ

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Рациональное использование лесных' ресурсов является важнейшей задачей, стоящей перед лесным хозяйством страны на современном этапе. К одному на путей решения этой проблемы относится оптимизация променуточного лесопользования, главнейшей экономической составной частью которого является проходные рубки. Решение этого вопроса должно быть построено на изучении процессов роста и производительности насаждений, совершенствования та таксации и лесохозяйственного проектирования, что и определяет актуальность выбранной темы.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель исследований состояла в разработке моделей для сценки роста, строения и производительности еловых древостоев Московской области и получении на базе 4 выявленных закономерностей научно обоснованных нормативов для проектирования проходных рубок. Для достияения намеченной цели были поставлены следующие задачи;

- исследование интенсивности естественного изредивания в еловых насалдениах;

- изучение структуры древесного отпада;

- определение оптимальной густоты еловых древостоев;

- исследование формы, полнодревесности и качества стволов ели;

- моделирование хода роста и строения еловых насаждений.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. В результате проведенных нсследо- . ваний установлены характеристики динамики и строения древесного отпада еловых насаждений, на основе которых были определены величины выбираемой части и общей производительности древостоев, а также показатели, регламентирующие проведение проходных рубок.. Разработанные таблицы видовых чисел значительно упрощает определение полнодревесности стволов растущих деревьев, {¡а основе изучения пространственного расположения деревьев даны рекомендации для выращивания высококачественной древесины.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Дня практики лесного хозяйства Московской области предложены:

1. Нормативы ведения проходных рубок в еловых насаждениях (возраст рубки, ее интенсивность, таксационные характеристики деревьев, отбираемых в рубку), которые в отличие от соответствующих разделов "Наставлений по рубкам ухода в равнинных лесах европейской части РСФСР" (1.97?) конкретизирует показатели рубок в данных условиях.

2. Рекомендации для выращивания деревьев, обладающих лучшей очпчзеюттьи от сучье в в комлевой части ствола.

- 4 -

3. Таблица древесного отпада еловых древосгоен.

4. Таблица процентов коры стволов ели.

Si Таблицы хода роста еловых насаждений.

6. Таблицы видовых чисел стволов ели.*

7. Значения оптимальной густоты еловых древостоев.

Практические прэдлойения, разработанные автором, внесены в

лесотаксационный справочник (O.A. Харкн и др., 1991), а такте прошли опытно-производственную проверку в ряде объектов лесоустройства центральных областей европейской части России.

¡ШОБАЩЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты исследований докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава МГУЛ (1985 - 1992 г.г.), на Всесоюзной жолз молодых ученых и специалистов по современным проблемам занятного лесоразведения и охраны природы (г. Минск, 1987 г.), на X научной конференции молодых ученых и аспирантов ШШМ (г. Пушшно, 19S7 г.), на XVI и Х-/II научно-методических конференциях молодых ученых и аспирантов ВНИАЛЫИ (г. Волгоград, 1988, 1930 v.r.), на региональной школе - семинаре "Актуальные проблемы экологии: экологические системы в естественных и антропогенных условиях среда" (г. Екатеринбург, 1989 г.), на Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов "Охрана и рациональное использование лесных ресурсов" (г.Мытищи,1990 г.), на Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и специалистов "Совершенствование научного обеспечения лесохозяйственного производства" (г.Цупкино, 1990 г,),на Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов" (г. Мытищи, 1991 г.), на Международной научной конференции "Проблемы лесной бкогеоценологки и методологические основы их решения" (г. Йошкар - Ола, 1992 г.), на Первой республиканской научно-практической конференции "Эколого-экономические аспекты ор-, гаиизащш национальных природных и ландшафтных парков" (г. Екатеринбург, 1992 г.).

. ПУБЛИКАЦИЯ РАБОТ. Ш материалам диссертации опубликовано 15 научных работ.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Есе работы, связанные со сбором и обработкой экспериментального материала выполнены автором или под его непосредственным руководством. Постановка задачи, разработка теоретических положений ее решения, анализ и' обобщение полученных результатов, обоснование выводов и практических рекомендаций сделаны лично автором.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА 'ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация галогена на 2D0 страницах машинописного текста и состоит из введения, б глав, выводов и предложений, содержит 15 рисунков и 24 таблицы. Список литературы включает 4BS наименований, в т.ч. 27-на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ИСТОРИЯ ВОПРОСА И СОВРЕМЕННОЕ ЕГО СОСТОЯНИЕ.

В настоящее время рациональное использование лесных ресурсов является одной из первостепенные задач лесного етзяАстйа. Наиболее остро стоит этот вопрос з районах с преобладанием лесов I группы, которые составляет 16Z от есэй покрытой .тесом плооэди России (Лесной фонд СССР, 1989). Статуе лесов этой группы с сильно ограниченным лесопользованием ке позволяет заготавливать имеющиеся большие запасы древесины, необходимость в которой Есе растет. Примером могут слупить леса Московской области, полностью относящиеся к I группе, которые лишь на 15* удовлетворяют потребности региона в древесине, несмотря на достаточно высокую лесистость (41%) области.

К сожалению, природоохранительные' тенденции приводят к низкому уровню лесопользования в лесах I группы. Так, ежегодная заготовка древесины в Московской области составляет менее 2 млн. куб. м при общем запасе около 280 млн. куб. м и среднем приросте 6 шш. куб. и (O.A. Ларин, 1338). Такое лесопользование на уровне 307. прироста привело к захламлению лесов Подмосковья и снижении их защитных и рекреационных функция. Для срав-. нения, во Франции объем рубок составляет 79% ежегодного прироста, в Швейцарии - 82X, в Нидерландах - Q5Z, в Дании - 100 %.

Особую тревогу вызывает санитарное состояние лесопарковой части области и других участков леса, исключенных из главного пользования. Здесь используется лишь 16 X прироста (В. R Нефе дье а, 1992), и происходит интенсивное накопление отпада в виде валежника и сухостоя, что несовместимо с рекреационным назначением этих лесов. На 527. лесопокрытой площади Московской области запрещены лесовосстановительнке рубки (ILM. Лагунов, К. К Гусев, 1990). Поэтому, одним из немногих существующих путей интенсификации лесопользования в лесах I группы ячляптсл рубки ухода и, в частности, заключительная их фааа - прохадлые рубки, во прем;? которых получают значительную долю ликвидной древесины.

В диссертации дан подробный анализ отечественной и зарубежной практики ведения промежуточного лесопользования. Отмечено, что большой вклад в решение данной проблемы внесли Г. ©. Морозов, А.П. Молчанов, чД.М. йравчинс.шй, ЕЕ. Ткаченко, М.К. Турский, Г.Р.Эйтинген, НЕ Боропанов, Н.С. Нестеров, Н.П. Ану-чш, .И. С. Мэлехов, Е П. Георгиевский, В. Г. Нестеров, А. В. Давыдов, ЕГ. Атрохин, С. Е Сеннов, А.М. Кожевников, А, В. Побединс-кий, & Уепк, 1?. Итпегпап и многие другие.

Однако, несмотря на то, что накоплен большой опыт ухода аа лесом] некоторые вопросы продолжают оставаться дискуссионными. Для рационального ведения рубок ухода возникает необходимость обоснования возраста рубки, ее размера и периода повторяемости, а такие принципа отбора деревьев, которые следует выбирать во время ухода. В "Наставлениях по рубкам ухода..." речь в последнем случае, как правило, вдет только о деревьях малоценных пород и о больных экземплярах, и не уточняются таксационные характеристики вырубаемых здоровых деревьев главных пород.

Таким образом, существует необходимость дальнейших исследований по данной проблеме.

•Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕМ ВЫШЛНЩШХ РАБОТ.

Московская область является ядром Центрального экономического района и расположена в центральной части. Еелякой Русской равнина в бассейне Верхней-Волги и Оки. С точки зрения проблем лесопользования Мэсковская область является "уникальным" регионом, представляя собой одновременно район со значительным лесо-сырьевым потенциалом и, вместе с тем, характеризуемый низким уровнем использования лесных ресурсов. Это и послужило основа- . нием для выбора области в качестве объекта, з котором .доляны продолжаться всесторонние исследования, направленные на разработку оптимальных путей ведения лесного хозяйства в существующих условиях.

Ель обыкновенная является одной из основных лесообразугацих и хозяйственно ценных пород, составляя 277» от всей лесопокрыгой площади области ( второе место после березы ), поэтому на при-шре. еловых насаждений и были проведены данные исследования; В диссертации отражена характеристика природных и экономических условий области, приведены основные данные о лесном фонде.

В соответствии с поставленной целью и задачами программа исследований включала:

,- изучение лесоЕодственно-биологическнх и экономических аспектов лесопользования в лесах I группы;

- анализ отечественной и зарубежной практики ведения рубок ухода за лесом;

- изучение интенсивности и структуры древесного отпада;

- исследования формы, полнодревесности и качества стволов ели;

- моделирование хода роста и строения еловых насаждений;

- разработка рекомендаций по совершенствовании проектирования проходных рубок в еловых древостоях;

- опытная проверка разработанных предложений.

■ На основе данной программы былй составлена методика работ, которая содержала в себе следующие этапы:

- закладка постоянных: пробных площадей ( ППП );

- повторные исследования на ранее заложенных ПШ;

- закладка временных пробных площадей ( ВШ );

- взятие и обмер модельных деревьев;

- математико-статистичесяая обработка полевых материалов;

- анализ и обобщение результатов исследований.

В качестве объекта для решения поставленных задач были подобраны чистые ( доля ели в составе не менее 9 единиц ) еловые древостой естественного происхождения с полнотой 0,3 и выше I н II классов бонитета, произрастающие а лесорастительных условиях В2 - Bs и С2 - Cs , относящиеся к наиболее представительным группам типов леса для ельников области: чернично-зеленомошни-ковым, кисличниковым и разпатравгю-снытевым. Пробные площади закладывались в насаждениях, го подвергнутых хозяйственной деятельности, находящихся в возрастном диапазоне от 40 до 100 лет.

Закладка пробных площадей и взятие модельных деревьев осуществлялись с учетом принятых в десной таксации основных теоретических положений. Всего автором было заложено 128 ВПП и 32 ППП, срублено и обмерено 263 модельных деревьев. Полевке работы проводились на территории Загорского, Щелковского, Ступинского, Пушкинского, Красно-Пахорского, Звенигородского лесхозов, Талдомского и Уваровского леспромхозов. Кроне того, использованы материалы шести ППП, заложенных сотрудниками кафедры лесоустройства и охраны леса МГУЛ, на которых ведутся повторные исследования с 1954 г.

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась на ЗЕМ ЕС- 1033 и персональном компьютере 1ВМ/АТ-28б\и

включала современные статистические методы: корреляционный и регрессионный анализ, оценка моделей распределения на основании предложений, изложенных в работах Дж. Снедекора (1961), IL Бей-ли (1963), Ей Урбаха (1964), ЕС. Ч^гнкова (1966), ЕЕ Сва-лова (1377,1979), К.Е. Никитина и А. 3. Швиденко (1978), Да Полларда (1982), Г.®. Лакина (1990) и др. Использование пакетов прикладных программ позволило по луч; гг а данные, достоверные на уровне значимости =0,05.

[лава 3. ДРЕЕЕСШЙ ОТПАД В ЕЛ0ЕЫ5С НАСАЖДЕНИЯХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

■Отпадом называются деревья, о:?«?ршие в результате естественного изреживания древостоя (ГОСТ 18486-87).

. По данным В. R Загреева и С. Г. Синицина (1988) ежегодный отпад представляет собой значительную величину и только в Евро-пейско-Уральской зоне России равен 101,2 млн. куб. м. В Мос-,коеской области он превышает 3 млн. куб. м, составляя в среднем 2 куб.ы/га (П.М. Лагунов, Е.Н. Гусев, 1990). Эти цифры говорят о необходимости оценки и своевременного использования потенциального древесного отпада, являющегося огромным по своему зна-ченир резервом получения древесного сырья.

Учету этой категории лесных' ресурсов в последнее время уделяется большое внимание. Был разработан ряд методов определения величины отпада ( А. С. Ь&гвеев-Ь'отин, 1962; Г. Е. Комнн, 1970; С.Е Сеннов, 1971; ЕВ. Воропанов, 1974, 1975; И. И.Гусев, 1989), однако, по мнению многих исследователей, существует необходимость дальнейшего изучения процесса естественного изреживания.

Особенно актуальна эта задача для проектирования рубок ухода, т. к. отмирающие деревья представляют собой ту часть ' дре-востоев, на которую должно быть направлено промежуточное лесопользование. При этом необходимо установить не только объем отпада, но и основные его характеристики: изменение с возрастом, структуру, взаимосвязь с таксационными показателями насаждений.

Наиболее точным способом получения данных о процессе естественного переживания являются многолетние наблюдения на ППП. На основании таких исследований автором получены уравнения, характеризующие динамику отпада в еловых древостоях Московской области. Зависимость между процентом отпада по числу деревьев Ротп и возрастом /3 имеет следующий вид:

- 9 -

- для насаждений I бонитета

= — 0,546 4- Ш>т

рл»

■» ОТО

¡1 = 0,94; = 0,21

- для насаждений II бонитета

отп

- — 0.733

203,4РЗ

зыраяаэтся следующими

( 3 )

Ч = 0,93; Ьг/Я = 0,23

Отпад по запасу в 7. Р5А" отп

уравнениям!: • • - для насаждений I бонитета Р^ = - 0,642 + 0,0628/1 - 0,00050 Л

= 0,85; Зг/Я = 0,11 - для насаждений II бонитета Р"" = - 2,953 + 0,1271 /1 - 0,00092 Л

отп /у

Ц = 0,89; = 0,12

где:

Ч - корреляционное отношение, 5г/, - стандартная ошибка оценки. Зона аппроксимации уравнений: 40 <г1 .Из полученных соотношений следует, что сивность естественного иэреяивания по числу деревьев постоянно падает и характеризуется гиперболой, в то время, как огпад по запасу сначала возрастает, а затем уменьшается (рис.1), причем этот процесс хорошо отражается параболой 2-го порядка с максимумом в возрасте 63 лет для насаждений, I бонитета и 69 лет -II-го. В полученном возрасте нами рекомендуется проводить про-

( 4 )

100.

возрастом иитеи-

Р"' 'Рис.' 1. Динамика отпада по числу деревьев и запасу в еловых насаждениях II бонитета.

Р*м Готл

1

40 50 60 70 80 90 100 А » лет

годную рубку в'еловых насаждениях Московской области, причем одкопркемную, ввиду того, что многократное использование лесозаготовительной техники на одном и том же участке может привести к сильному повреждению поверхностной' корневой системы оли.

Для характеристики древесного отпада обычно находят его средние таксационные показатели в абсолютных единицах. Однако, для разработки общих рекомендаций по проектированию рубок ухода, на наш взгляд, следует определять параметры отпада в относительных величинах с целью выявления его.структуры.

^учением закономерностей строения насаждений занимались многие отечественные и зарубежью исследователи. Наиболее известны работы В. Еейэе (1880), А. ИВДедя (1903), Н. В. Третьякова (1927), А.Е. Тюрина (1945), К. К. Высоцкого (1952), И. И. Гусева (1964), RE. Никитина (1966), O.A. Ларина (1970), ЕС. Моисеева (1971), (■.. Г. Мошкалева (1974), II М. Берхунова (1976), Н.ЕСвалова (1979), С. А. Дыреякова (1984), O.A. Атрошрнко (1389). Исследования г.о изучению строения растуиэй части насаждений проводились и многими другими учеными, однако структура отмирающей части древостоев остается малоизученной.

, В данной работе автором.выявлены закономерности распределения отпада по естественным ступеням толщины (EGT)'. 3 табл." 1. приведены статистические показатели эмпирического распределения отмерших деревьев по ЕСТ. Аналогичные показатели были получены и для рядов распределения запаса древесного отпада.

.Таблица 1.

Характеристики эмпирического распределения числа отмерших деревьев по естественным ступеням толщины.

Возраст j _ насаждений, jj )( лет j S* 'S V А Е

40 0,656 0,024 0,154 23,5 0,875 -0,113

50 0,666 0,035 0,190 28,5 1,496 1,878

60 0,705 0,038 0,190 27,0 1,129 1,013

70 . 0,728 0,033 0,182 25,0 0,603 -0,464

80 0,748 0,051 0,227 30,3 1,211 1,578

90 0,797 0,028 0,166 20,3 0,902 1,840

100 0,800 0,039 0,197 ' 24,6 0,471 0,031

Рис. 2. Распределение числа отмерших деревьев по естественным ступеням толвдны.

Для выравнивания полученных опытных данных были использованы следующие законы распределения: нормальный, логарифмически нормальный, экспоненциальный, равномерный, ЕейбуЛла, Максвелла, Ре лея, гамма-, бета-^ IOI- квадрат. Оценка согласия между эмпирическим и' теоретическим распределениями проводилась с помощью критерия Колмогорова-Смирнова А и критерия j(z Пирсона. Исследования показали, что наилучшие результаты наблюдается при выравнивании экспериментальных данных по модели гамма-распределения, являющегося одним из; типов распределений К. Пирсона (тип III ).

Таблица 2.

■Распределение числа отмерших деревьв по естественным спупеням толщины.

А, Процент отмерших деревьв по ЕСТ Ито-

лет

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

40 19,1 26,7 23,9 15,5 8,0 3,8 1,9 1,1 - - - 100

50 18,7 22,7 20,6 15,2 9,7 5,7 3,4 2,3 1,7 - - 100

60 14,8 21,1 21,5 17,1 11,3 5,5 3,6 2,0 1,3 0,8 - 100

70 12,0 19,9 22,2 18,5 12,3 7,0 3,6 1,9 1,1 0,8 0,7 100

80 12,6 17,5 18,8 16,5 12,6 8,6 5,5 3,3 2,1 1,4 1,1 100

90 7.0 14,5 19,9 20,1 16,0 10,6 6,1 3,1 1,6 С,8 0,3 '100

100 **> ' 13,6 22,3 23,5 17,7 10,3 4,8 1.9 0,7 0,3 0,2 100

Таблица 3.

Матрица перехода деревьев по естественным ступеням толщины.

Ч\ 65 90 \^1ет лет 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1.5 1,6 1.7

отпад 79,0 74,6 67,2 55,9 40,3 26.3 18.4 12,2 9,1 6,5 0,8 - -

0,Б 21.0 11,3 13,9 - - - - - - - - - -

0, б - 12,1 15,8 20,2 - - - - - - - - -

0,7 - 2.0 3.1 13,9 11,7 3,9 - - . - - -

0,8 - - 8.1 32,4 ПС с и 5,2 - - - - - -

0,9 , - ' - ' - 1,9 11,6 22,6 35,8 6,9 - - - - -

1,0 - - - - 3,6 17,5 23М 37,4 - - - - -

1,1 - - - 0,4 4,2 12,3 23,0 10,5 - - - -

'1,2 - - - - - - 4,8 15,4 41,4 27,9 - - —-Л.

1,3 - - - - - • - 5,1 29,3 48,6 20,5 -

1.4 - - - - - ■ - . - - 9,7 14,3 47,1 10,3 - .

1,5 - - - - - - - - - 2,2 28,6 32,6 6,8

1,6 " - - - - - - - • - - - 3,0 52,7 23,6

1,7 - - - - - - - - - - - 4,4 ч 64,6

Живые деревья 21,0 ОС А оп о 44.1 59,7 73,7 '81,6 ■ 87,8 90,9 93,5 99,2 100,0 100,0

ВСЕГО 100 100 •1С0 100 1оо 100 100 100 100 100 100. 100 100

- 13 -

В табл. 2 и на рис. '2. показан характер распределения числа отмерших деревьев по ЕСТ в зависимости от возраста насанде-ний. Такого же гшда величины найдены и для запаса отпада. Получение данные могут служить ориентиром для отбора деревьв при проходных рубках а ельниках Московской области.

Динамику древесного отпада в различные периоды жизни насаждений а также обшрй процесс дифференциации деревьев более наглядно можно проследить, составив матрицы перехода деревьев по ЗСТ. В табл.3 показано, из каких ЕСТ формируется отпад и как-изменяет свое положение в древостое живые деревья за 25 лет в период от 65 до 90 лет. Например, из всех деревьев, имевших в возрасте 65 лет значение естественной ступени толщшы 0,8 , к возрасту 90 лет отпали 55.9Х. Основная часть оставшихся деревьев понизила свое ранговое положение, перейдя в более низкие ступени толщины: 0,7 (13аЭГ.) и 0,6 (20,2£). Лишь 8,1 % сохранили спой "статус" и только 1,9% повысили его, перейдя в более высокую ступень 0,9.

На основании проведенных исследований была составлена таблица древесного отпзда еловых насаждений Шсковской области (табл. 4.), которая может быть использована при проектировании проходных рубок и решения других лесохоэяйственных задач.

Таблица 4.

Древесный отпад в еловых насаждениях Московской области.

Возраст насаждений , а1т Средняя ЕСТ I бонитет II бонитет

3 "1 3 л а л ш (и £ о. 1- ш о ^ | 1 ь ш 5 £ 5 « 5 к < 3 ■о э годичный процент отпада возраст максимального процента отпал.» по запасу , лет годичный процент отпада 80 5 рас г МАКСимААЫЮС, процента отпада по запасу, нет

деревьев (от N,4 запаса ни деревьев запаса

40 0,66 0,76 4,35 1,07 4,35 0,66

50 0,67 0,82 3,37 1,25 3,34 1,10

60 0,71 0,85 2,72 . 1,33 2,66 1,36

70 0,73 0,90 2,25 1,31 63 2,17 1,44 69

80 0,75 0,90 1,90 1,13 1,81 1,32

90 0,80 0,91 1,63 0,98 1,53 1,03

100 0,80 0,96 1,41 0,64 1,30 о.са

- 14 -

Глава 4. (ЮРМА, ГОЛНОДРЕВЕСНОСТЬ И КАЧЕСТЕО СТВОЛОВ ЕЖ.

Вопросы исследования формы и полнодревесностп стволов в приложении к промежуточному лесопользованию начали рассматриваться сравнительно недавно. Так, на международной конференции ИЮйРО по проблемам рубок ухода (1985г.) было отмечено» что при прореживаниях и проходных рубках объемы вырубаемой массы долети зависеть от формы стволов деревьев (В. Г. Атрохик, 1987).

Период изучения формы и полнодревесности стволов насчитываем уже около двух столетий после того, как немецким лесоводом К. Наульсеном было введено в лесную таксацию понятие видового числа. В настоящее время наиболее известны способы нахождения этого показателя через высоту дерева и коэффициент формы ¿Ц . К ним относятся формулы В. Вейзэ, М. Кунце, А. Шиффеля, А- Гуттенберга, Б. А. Шустова, Е Е Третьякова, А. а Карпова, таблица М. Е. Ткаченко. Однако,необходимость в определении диаметра на половине высоты ствола для нахождения С£г значительно затрудняет использование всех этих способов на практике.

• В связи с этим, автором предлагается способ определения видового числа $ через высоту и площадь роста дерева Зр • <£орйа ствола является следствием " соседства" деревьев, а 3Р и отражает близость их стояния. В данной работе определение площади роста проводилось по методу Г. Э^Ьг (1963). Зр находилась как полигон, образованный 'пересечением перпендикуляров к прямым, соединяющим исследуемое дерево с окружающими. При этом перпендикуляры проводились ,1&рез точки, разделяющие расстояние между деревьями пропорционально их диаметрам на высоте' груди. Связь £ 0 Н 11 вр выражается следующим уравнением:

( ^ =0,79; = 0,003 )

0пределение5ртребует графических построений, что затруднительно в полевых условиях. В связи с этим,для определения видового числа, наряду с площадью роста, автором предложено использовать плошадь проекции крона дерева 3«Р ввиду тесной корреляции между этими двумя показателями. определялась как площадь эллипса по двум вэаимноперпэндикуллрным диаметрам кроны. Для быстроты и удобства нахождения £>кр была составлена вспомогательная таблица. Связь £ с [-} и ЗкР имеет вид:

. Значительны!! вклад в изучение хода роста и разработку опытных таблиц внесли А. Взргас де Бедемзр, А. Ф. Рудэкий, М. М. Орлов, Б.А. Шустов, A.B. Тюрин, К.Е. Третьяков, П. Анучнн, Я М. Шумейко, A.C. Штвеев-Мотш, S.IL Моисеенко, В. И. Левин, К. Е. Никитин, В. В. Антакайгис, И. Ii Гусев, Б. В. Загреев,

A. В. Вагин, 2. С. Чуенков, IL Е Свалов, В. С. Моисеев,

B. Ф. Багинский, А. II Голяков, В. S. Ермаков, В. О. Лебков, Ф. Корсунь, Е. Assmann, F. Franz и многие другие.

Для выравнивания величин основных таксационных показателей были использованы следующие функции,давшие в настоящих исследованиях лучшие результаты аппроксимации по сравнению с другими:

Для -нахождения значений остальных показателей использовались общеизвестные в лесной таксации зависимости. Характеристики отпада были найдены на основе непосредственных результатов исследований последнего, изложенных в главе 3, что с методической стороны имеет преимущества перед традиционными способами получения характеристик отмирающей части через разницу соответствующих показателей общей производительности и растущей части.

Таблицы хода роста были разработаны для сомкнутых еловых насаждений I и II классов бонитета, одна иа которых приведена ниже (табл. 9). Е диссертации дано сопоставление полученных результатов с таблицами А. В. Тюрина, А. Д. Дударе в а и В. Б. Козловского, Н.Н. Свалава, В. В. Загреева.

Аналогично изучению закономерностей распределения отпада по естественным ступеням толщины, было исследовано строение растущей части еловых насаждений. Результаты показали, что наилучшим образом выравнивание рядов распределения происходит для древостоев 40-летнего возраста по закону Вейбулла, а для насаждений остальных возрастов - по закону гамма*распрзде'леши.

( 14 )

Таблица 9.

дьд роста сомкнутых еловых насаждений Московской области I бонитета'

I 1 1 > Ж) ¡лат г. т Л О и А У щ а Я часть Отпад Общая произвол.

Средн. высота, м Сред, диам., см СТВОЛОВ, агг. Запас стволов, куб. м Сумма|Видов пл. се »у число, Изм. запаса, кус. м Число ствол, шт.. Запас, куб. м Сумма запасов, куб. м Запас, куб. м Прирост, куб. м

кв. м (0,001) сред. текущ сред тек.

1 1* 16,0 Л А Л 11, 1 соо гиии осс 27,4 514 5,6 - 732 24 50 275 6,9 -

1 СП 1 "" 18.6 17,6 230 31,2 4.99 5,3 6,5 432 35 86 376 7,5 10Д

1 бо 20,9 20,7 1023 351 34 4 488 5,9 6,1 278 47. 133 484 8,1 10,8

! 70 23,1 <->•-> С ми , и 844 405 .36,6 479 5,8 5,4 190 53 186 591 3,4 10,7

80 25,0 ОС о •-о • 714 455 со е , о 472 5,7 5,0 135 БЗ 239 694 3,7 1.0,3

1 30 25,8 23.8 616 503 40,2 467 5,6 4,8 100 48 287 790 8,8 9,6

1100 ( 23,3 31,3 540 546 41,7 463 5,5 4,3 76 35 322 868 ) 8,7 7,8

-"21 ; ■

Глава 6. ПРОЕКТИРОВШ® ПРОХОДНЫХ РУБОК В ЕЛОВЫХ

дрееостоях;

На основании проведенных исследований разработаны нормативы проходных рубок в еловых насакденях псковской области, которые включаят в себя следующие научно обоснованные показатели ¡«проектирования: возраст рубки, ее интенсивность, таксационные характеристики деревьев, отбпрзешх в рубку.

Вопросы установления воераста рубок.и отбора деревьев Садш рассмотрены в главе 3. Определение размера проходных рубок в данной работе предлагается на основе нахождения оптимального числа оставляешх^еревьев. Автором оптимальная густота деревьев на 1 га Нспт устанавливалась с учетом текущего изменения запаса Дм , т.е. рассматривалось соотношение:

Ди = Т(НГА) С 15 }

Математическая обработка экспериментальных данных показала, что полученные зависимости для разных возрастных периодов носят ярко выраженный параболический характер, благодаря чему было определено М0вт соответствующее максимальной величине Д м ( табл. 10).

Таблица 10.

Оптимальная густота деревьев в еловых насаждениях Московской области.

Возраст нзеа/деннй, лет

40 50 60 70 80 90 100

. Оптимальное, число деревьев на 1 га; шт

I бонитет II бонитет

1428 1703

1085 1292 ,

870 1052 '

721 891

603 772

519 668

463 602

Таквд обрзгсм, проведенные исследования позволили, предло-.тать сл9Д5'Ю1Д!!й методический подход к планированию проведения проходных рубок.

В насаждениях, в которых возможны по лесоводственным сооб-

мг

* » «

радениям проходные рубки, определяется число деревьев на 1 га яа основе данных абсолютной полноты и среднего диаметра древсстоя Оер >и находится число деревьев, подлежащих вырубке:

~ Нопг С 16 )

Полученное количество вырубаемых деревьев распределяется по ЕСТ,в соответствии с закономерностями, полученными в главе 3 (табл. 2) в зависимости от возраста насаждения. 1я основе древостоя определяются абсолютные значения диаметров дерегьев. подлежащих рубке, которые затем группируются по традиционным двух- или четырехсантиметровым ступеням толщины. Тем самим, перед началом клеймения стволов будет известно, сколько деревьез из каких ступеней толщины должны быть отобраны в рубку.

Предлагаемые рекомендации относятся только к здоровым стволам главной породы (ели).. Деревья больные, поврежденные, имеющие технические дефекты, а гакке второстепенные порося вн-бираются в первую очередь независимо от их диаметра. При «'Соре одного или нескольких экземпляров из группы дерезьеа. кь^тлх одинаковую толщину,;, следует руководствоваться рекомендациями, предложенным;; в глав? 4 ( тэбл. 8 ), обращая внимание ка качество стволов с точки зрения сортиментации.

выводы и предюшш

1. В теории и практике промежуточного лесопользования еше имеются спорные Еопросы,, требующе дальнейиего изучения.

2. Проходные рубки являются одним из немногих существующих путей интенсификации лесопользования в лесах I группы.

3. Всестороннее исследование//"процесса древесного отпада позволяет разработать нормативы для" рационального • проведения рубок ухода. '

4. В условиях еловых насаждений Московской области I и II классов бонитета максимум интенсивности естественного переживания приходится на период 60-70 лет. В это время биологически к экономически целесообразно проводить проходные рубки.

5. Для .разработки общи рекомендаций по отбору деревьев при рубках ухода необходимо определять параметры отпада в относительных величинах - естественных ступенях толщины.

6. Строение древесного отпада по толщине в ельниках Московской сблзсти наилучшим образом характеризуется законом гамма - распределения.

- ЕЭ -

7. При определении видовых чисел растущих деревьев в качестве одного из формообразующих факторов следует использовать площадь роста дерева иди его плоиэда проекция кроны.

8. Таблицы Соизлеспрома значительно завышают процент коры для стволов ели з древостоях Московской области. -

9. Сучковатость стволов деревьев во многом определяется их пространственным расположением и зависит от плопади роста.

10. Ход роста и производительность сомкнутых еловых насаждений I и II классов бонитета в Московской области в возрастном диапазоне от 40 до 100 лет мотет характеризоваться нормативами, предложенными в данной работе.

11. Интенсивность рубок угода следует определять путем оптимизации числа оставляемых деревьев.

12. Предложенные нормативы для проектирования проходных рубок { время проведения, их интенсивность, принцип отбора деревьев ) достаточно прости и, вместе с тем, научно обоснованы, аследствии. чего могут быть . предложены как лесоустроительному проектирования, так и дееохетяйственкому производству.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Изменение прироста по диаметру на различной высот? ствол . и его связь с площадью .роста. // В сб. науч. тр. ШГГй: Рац::?.^/ ,.но~ использование, охрана и воспроизводство лесных ресурсов. - Рп'п. 184, М.: ШЛИ, 1036. - с. 19-23.

2. Отпад деревьев различных рангов а вдовьи яасзтаекчя? Московской области.//Тезисы дскд. Всесога ¡¡¡колы телоднг ученых и специалистов по совре-жнякм проблемам защитного лгсзразведекич и охраны природа (г. Шнек, 1997г.), - Золгогоад: ВШАЛМ!!. 193?. - с. 68-69.

3. Динамика рангов деревьев в елозьа. аасэдрчяяг.// Материалы X науч. конференции молодых ученых п аспирантов ВНШШ (г. Пуиг кино, 1987г).: Дел. а ЦБНТИ леске?, 1985. - ВиОл, указ. N6 (199?.

4. Дифференциации деревьев а елозах древостоя*..'/ 3 сб. каучн. тр. !,131)1: Швкшеюк4 эффективности лесчогс хозяйства и лесопользования. -Еыл. 193. -И.: ЮПИ, 1983. -с.71-7:3.

о. Глазные нэтодачэскп» вопросы моделирования производительности древостоел. В сС. нэучн. тр. ШГГЙ - 8ЯТИ: Ученье вузов • нэроднону хозяйству. - м : ШЛИ, 1ЯЗЭ. - с. 5-7 (в соавторства.

о. стволов ь.пц к давостоях Шсковской облает. // 3 сб.:

Актуальны? иpoC.aiii.-j экологии: экологические стп-т я «стест -

венных и антропогенных условиях среды. - Свердловск : УрО АН СССР, 1989. - с. 13-14. , '

' 7. Модель формь! стволов ели в насаждениях Московской обгастн. // Е сб. нзучк. тр. МЕТИ: Рациональное использование, охрана и воспроизводство лесных ресурсов. - Вып. 209, М.: ИДТИ, ,1989. -с. 43-45.

8. Площадь роста и форма стволов ели. // В сб.: Совершенствование научного обеспечения лесахозяйственного производства. -Тезисы докладов Всесоюг. научно-арактич. конференции молодых ученых, аспирантов и специалистов отрасли. - Пушкино: ВШЯ'.Ш. 1990. - с. 11.

9. Интенсивность естественного иаремшания в еловых насаждениях. Московской области. // В сб. науч. тр. МЛТИ; Рациональное использование н воспроизводство лесных ресурсов. - Вып. 223, №.: ШГГИ, 1990. -с. 59-51.

10. Структура древесного отпада в еловых насаждениях. // В сб. науч. тр. ЮПИ: Совершенствование методоч контроля лесопользования и состояния лесных экосистем. - Вып. 244, М,: 1ШК, 199!. - с. 38-41.

11. йорма и полкодоёвескосгь стволов ели в насаждениях Московской области. // Тезисы докл. Второй Всесоюз. "научно-технич. конференции " Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов". - Ь!.: ШЛИ, 1991, часть 2. - с. 78-79. ,12. Естественный отпад в еловых'древосгоях Московской области. //В сО.: Охрана и рациональное использование лесных ресурсов. -Тезисы докладов Всесоаэ. конференции молодых ученых и специалистов (г. Мытищи, 19Э0г). -}>{.: ШШ1, 1991. - с. 10-11.

13. Дннашга древесного отпада в еловых насажденных.Л кн.: Проблемы лесной бногеоценологии и методологические основы их реиэшм. - Тезисы докладов -Международной научной конференции "Проблемы лесной бпогеоценологии и методологические основы их решения". (21-24 мая 1992г.) - Йошкар-Ола; КарГО!,19Э2, 'с. 141.

14. Закономерности распределения древесного отпада по естественным ступеням толщины.// Б сб. научн. тр. ШИ: Вопросы лесоведения, лесоводства и лесной пирологии. -И.:№ГП*. вып. 257. 1992. -с. 72-76

15. Проектирование проходных рубок в еловых насаждениях Кос-когскэй сб-лзстп. В пл.; Эколэго-эконотческие аспекты организации национальна:: природных я лакдшзфткьт парков. - Тезисы докладов &реой республиканской научно-практической кскфербнцри (19Э2г). - Екатеринбург: УЛТИ, 1992. - с. 97-93.