Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Моделирование строения и производительности сосновых насаждений в Никарагуа

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Моделирование строения и производительности сосновых насаждений в Никарагуа"

2 1 ДПР 1398

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ . УНИВЕРСИТЕТ

УДК 630*56

ФРАНСИСКО МОРЕНО КРУС

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И ПРОИЭВОДИТЖЛЬВОСТИ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В НИКАРАГУА

03•02 — Лесоустройство и лесная, таксация АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Минск 1998

Работа выполнена на кафедре лесоустройства Белорусского государственного технологического университета.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Оппонирующая организация

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Аярочвмко O.A.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Яиушхо А.Д.;

кандидат сельскохозяйственных наук Романовский В.П.

Государственное лесоустроительное производственное объединение «Белгослес»

Защита состоится «23 апреля» 1998г. в часов на заседании Совета по защите диссертацией Д 02.08.05 'в Белорусском государственном технологическом университете по адресу 220630, г. Минск, ул. Свердлова, 13а. Телефон ученого секретаря 227-57-13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного технологического университета.

Автореферат разослан

«EP.. «l^/f?*]^1998г.

Ученый секретарь Совета по защите диссертаций кандидат биологических наук д. и. Блинков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Переход в лесист хозяйстве к автсгитизировгцдаым системам планирования и управления предопределяет необходимость углубленного исследования процессов роста леса, своевременного получения достоверной информации о состоянии лесного фонда, его динамики во времени', разработки лесотак.саилонных нормативов, математического и прсграг.'мюго о&гспечения автоматизированных систем.

Особое значение имеетг модели роста и производительности дрэвостоев, которые требуются для различных аспектов контроля и управления лесами: таксации насаздгний, оценки вариантов ухода за лесом, прогнозирования продуктивности насаждений, кздастрог?сй опенки лесов. Совестно с ¡.»долями оптимизации лесохозяйствеккых мероприятий, модели роста и производитель' ности наса;гдений даюг ключевую информацию о принятии правильных решений в упраапеюда лесами. .

Высокопродуктивные и быстрорастущие насазэдения сосны яй-цеплодной (Р1пиз оосагра) а районе Юкула в Никарагуа имеют статус генетического резервата, поэтому исследование роста и продуктивности данных эталонных сосновых насаждений естественного происхсздения имеет актуальное значение.

Связь работы с крупньми научными прогрз№Вми, темами. Исследование сыполнено как составная часть тематики научно -исследовательских работ лессхозяйственного факультета и ка-■ федры лесоустройства (тема ГБ 29-91, № гос. регистрации 01010008669)',, Белорусского государственного технологического университета. Тематика НИР связана с выполнением задания 01.05 «АСУ ~ лесмме рэсурсь» республиканской научно - технической программы 33,01 РЦ «Древесные ресурсы» и планом аспирантской подготовки на кафедре лесоустройства.

Цель и задачи ■ исследования. Диссертация посвящена разра- ____

ботке медалей строения, роста и прсетводительности сосновых насаждений естоогтс: ¡¡-»го происхавдения_- Сьзстрора ступней сосны —яйцеплодной (Р1пиз оосагра) как эталонных сосковых насаждений в Никарагуа. ?<Ьифетк!Д.!и задачи исследования явились: 1) исполнить иссяздовэниа строения, роста и производительности сосновых насаждений; 2)разработать алгоритма, матештическиа модели и прогргьазы нз ЕС 1Ш для системы моделирования строения, роста и производительности насаждений сосны яйцеплодной;

3) ' разработать таблицы роста и производительности сосновых насаждений, динамики их строения по диаметру.

Объест и предмет исследования. Объекты исследования представлены сосновыми насаждениями естественного происхствде-ния в Никарагуа в генетическом резервате «Эль Ккуль».

Предаетом исследования явились закономерности строения, роста и производительности сосновых древостоев (сосны яйце-гшодной - Pinus оосагра).

Гипотеза. Производительность и рост сосновых древостоев (сосны яйцеплодной - Pinus оосагра) в условиях Ни:сарагуа достоверно различаются в классах бонитета 16, 19 и 27.

Методология и методы проведенного исследования. Методология исследования включает диалектический и систег-иый подходы к изучению процессов роста сосновых насаждений. Метода лесной таксации, биометрии и имитационного моделирования использованы в исследовании и моделировании строения, роста и ' производительности сосновых древостоев.

Научная новизна и значимость полученных результатов. .Автором впервые научно обоснованы и получены следушие результаты:

в методика имитационного моделирования строения и роста древостоев на ЕС IBM с использованием стандартного пакета Excel Microsoft Office -97; ' имитационная система моделирования, строения и роста сосновых древостоев в условиях fintcaparya; ,

® математические модели, таблицы строения, роста и производительности .насаадений сосны яйцеплодной в Никарагуа .

Результаты исследования представляют новые законсг-ирно-сти строения и роста насаждзний сосны яйцеплодной в Никара-> гуа, объясняет1 связи между таксационньам по'казателчми, оСигй производительностью и приростом сосновых древостоев.

Практическая значимость получанных результатов. Разработаны имитационные модели строения, роста и производительности сосновых древостоев на PC IBM, лесотаксациондае таблицы и программное обеспечения, которые используются в лесоустройстве и лесоустроительном проектировании.

Экономическая эффективность результатов исследования за-клкнается'в повышении точности таксации сосновых лесов, про-

гнозе их продуктивности, совершенствовании лесоустроительного проектирования и обосновании возраста рубки.

Методика имитационного моделирования строения и роста древостоев, программное обеспечение на PC 1Ш с использованием стандартного пакета Excel Microsoft Office -97 внедрены в технологию лесоустроительного проектирования ГЛПО «Велгоспес» с ожидаемым экономическим эффектом 171 млн. рублей (акт вне,-дрения от 16 февраля 1998 г).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту. На защиту выносятся следуюцие основные положения: 1) новая методика имитационного моделирования строения и роста древостоев на PC IBM с использованием стандартного пакета Excel Microsoft Office -97, позволяющая сократить процесс моделирования на 50%; 2) математические модели, программное обеспечение и имитационная система моделирования строения, роста и произво-.дительности сосновых древостоев, имеющих практическое значение при моделировании роста леса на ЭВМ; 3) таблицы роста и производительности сосновых насаждений естественного происхо-здения, применяемые в лесоустройстве -при таксации лесов; 4) таблицы динамики строения ^сосновых древостоев по диаметру, используемые для предварительной оценки товарности древостоев,!

Личный вклад соискателя. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка основных методических положений.ее решения, сбор и анализ экспериментального материала, разработка алгоритмов и программ на PC' IBM, обработка данных на персональном компьютере, математическое моделирование строения, роста и производительности сосновых древостоев, разработка таблиц роста и производительности сосновых насаждений по классам бонитета, таблиц динамики строения по диаметру, имитационной системы моделирования строения, роста и производительности насаждений сосны яйцеплодной в Никарагуа.

Дпробапия результатов диссертации. Основные методические положения, результаты и практические рекомендации докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях лесохозяйственного факультета БГТУ (1995 - 1997 года), международных конференциях «Лес -96» и «Лес -97», на научно -практической конференции «75 лет лесной науки» (1997г.) в Институте леса Национальной академии наук Республики Беларусь.

Опубликованность результатов. Основные положения напечатаны в семи публикациях, в том числе: две статьи - в сборниках научных трудов БПУ, в реферативном сборнике непубликуе-ьых работ (две депонированные статьи в БелИСА), двое тезисов - в материалах международных конференций, одна статья - в сборнике научных трудов Института леса HAH Беларуси. ОСщее количество страниц опубликованных материалов составляет 32 страницы.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, общей характеристики работы, 4 глав и заклшения, списка использованных источников и приложения. Она содерксит 120 страниц машинописного текста, в тем числе 27 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 117 наименований, в тал числе 23 - на иностранных языках. В двух приложениях приведены основныз исходные материалы и программы на PC 1Ш.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

1. Современное направление моделирования строения и хода роста древостоев■

Закономерности строения и хода роста древостоев исследовали: Вейзе, Вимменауэр, Гуттенберг (1880-1901 гг.), Фекеге , Пкффель (1902 - 1914 гг.), А. В. Тюрин (1971), Н. В. Третьяков (1927), В. С. Моисеев (1968), В. П. Романовский (1972), В. Ф. Вагинский (1972), А. Д. Янушко (1967), И. И. Гусев (1960), К. Е. Никитин (1978), А. А. Макаренко (1982), О. А. Атрсщенко (1985), Н. Н. Свалов (1982), В. Е. Ермаков <1975), В. С. Мирошников (1971) и другие Исследователи.

В данном разделе рассмотрены основныз теоретические положения по вопросам строения древостоев,' моделирования связей таксационных показателей деревьев в древостое и роста леса на ЭВМ.

Отмечается, что в большинстве случаев исследователи применяли для моделирования строения древостоев по диаметру »модели нормального, логарифмически- нормального, Вейбула, гам-ш- и бета-распределений.

Наиболее подходящие для аппроксимации строения древостоев по диаметру оказались бета-распределение и распределение Вейбула.

• Изучение закономерностей строения и роста древостоев является актуального и, краш познавательных целей, позволяет

решать практические задачи, среди которых получение распределения числа деревьев, суь-гм площадей сечений и запасов по ступеням толщины на основе средних таксационных показателей древостоя . В связи с внедрением компьютерных технологий в лесное хозяйство перспективньм направлением является представление закономерностей строения и роста леса в виде математических моделей на ЭВМ.

Моделирование роста леса целесообразно выполнять в несколько этапов: 1) эмпирическое изучение процессов, подлежащих моделированию; 2) разработка ьетематических моделей связи мехзду таксационными показателями; 3) построение имитационной модели строения, роста и производительности древостоев; 4) проверка моделей и их интерпретация.

2. Программа, методика и объекты исследования

Программой исследований предусмотрено выполнение следующих этапов: 1) аналитический обзор '1ринципов и методов моделирования строения древостоев, современного направления моделирования хода роста и производительности древостоев на ЭВН; .2) сбор экспериментального материала; 3) разработка методики исследования; 4) •вычисления таксационных показателей древостоев на временных пробных площадях; 5) статистический анализ распределения числа деревьев по диаметру; 6) разраротка алгоритмов и прикладных програ1.;м на ЭШ для оценки таксационных показателей древостоев и имитационного моделирования строения древостоев по диаметру; 7) моделирование строения, роста и производительное?™ сосновых древостоев естественного происхождения; 8) создание лесотаксацпоннык моделей (таблиц роста и производительности, динамики строения древостоев); 9) оценка экономической эффективности лесовьрзщивания сосновых древостоев .

Исследования проводились по материалам перечислительной таксации на временных пробных площадях, залаженных в пысоко-полнотных насаждениях.

Модели (таблицы) хода роста дрэЕостсев были построены по методике, разработанной на основе анализа исследований О. А. Атрощенко /1985/, В. Ф. Башнского /1972/, Н. Н. Свалова /1978/, А. В. Тюрина /1945/, Толкача И. В. /1996/.

Для моделирования связей высот деревьев с диаметрами, хода роста по диаметру, запасам, суммам площадей сечений, ви-

довому числу и абсолютному среднему приросту по запасу использовались уравнения параболического, логарифмического и •экспоненциального типов с преобразованием и без преобразования независимой переменной, отобранные в результате аналитического обзора работ/других авторов.

Расчет и оценка параметров регрессионных уравнений сделаны на ПЭВМ по программе «Статистика» (Statistics for Windows - 95).

В качестве модели отбирались уравнения, имекдле значимые коэффициенты по t критерию Стыздента с вероятностью 0,95, достоверные п<3 F критерию Фишера, с коэффициентом детерминации (R2 > 0,80), стандартной сшибкой оценки зависимой переменной не более 10%.

Объектом исследования послужили чистые сосновые древостой естественного происхождения из лесного генетического ре" зервата «Эль Юкуль». Эль Юкуль расположен на севере страны в департаменте Матагальпы, по площади занимает 668 га. Согласно естественному районированию страны, Эль Юкуль 'относится к центральному району (это горный, влажный тропический лесной массив). Среднегодовое количество осадков составляет 1870 мм, среднегодовая температура - 22.4 °С. Объект исследования находится на высоте от 800 до 1200 м над уровнем моря.

Экспериментальный материал , представлен данными . выборочной таксации сосновых древостоев на 856 пробных площадях и анализами хода роста стволов у 256 модельных деревьев, срубленных рядом с таксируемыми пробньыи плошздями,

В исследованиях применялась двухэтапная систематическая выборка. На первом этапе выполнена систематическая линейная ^выборка, т.е. через каждые 100 м"закладывались линейные полосы шириной 100 м. На втором этапе вдоль каждой полосы через 100 'м закладывались выборочные прямоугольные площадки размером 250 м2. На каждой площадке выполнялись следуотие работы: 1) сплошной перечет деревьев по пятисантиметровъм ступеням Толщины; 2) измерялись еысс/гы трех деревьев по ступеням толщины; 3) описывались почвенногрунтовые условия и преобладающий живой напочвенный покров.

Принадлежность сосновых насаждений к одному естественному ряду роста и развития определялась общностью класса бонитета и почвенно-грунтовых условий:

1. Класо бонитета 27 - богатые, глинистые, хорошо дренированные мощные почвы с преобладанием в напочвенном покрове орляка - Pteridium aquilinum. Сосновыз насаждения произрастают на равнинных местоположениях.

2. Класс бонитета 19 - хорошо дренированнка среднемощные глинистые почвы с железисто - марганцовистыми отложениями. Преобладающим растением в напочвенном покрове является Mimosa albida.

3. Класс бонитета 16 - дренированные маломощные почвы с волнистой топографией, бедные по составу, песчаные и в смеси с глиной и галькой. В напочвенном покрове преобладают осоковые растения.

Моделирование строения древостоев по диаметру выполнено путем аппроксимации опытных распределений функциями теоретических распределений.

Составлены таблицы роста и производительности полных сосновых древостоев по классам бонитета, а также таблицы дина^ мики строения по диаметру сосновых насаждений в Никарагуа. Разработана программа для моделирования роста и производительности древостоев на ПЭВМ 'На 'основе электронной таблицы Excel - 97.

3. Моделирование строений 'Древостоев

Статистический анализ строения древостоев по диаметру выполнен по данньм перечислительной таксации на временных пробных площадях. При статистическом анализе определялись основные статистики распределений и их взаимосвязи с таксацисй-ными показателями древостоев.

Анализ статистических показателей распределений деревьев по диаметру показывает, что возраст изучаемых древостоев йй-меняется от 5 до 45 лет, размах вариации среднего диаметра dit 4 см до 49 см, показатель асимметрии варьирует от -4.945 $о 1.745, показатель эксцесса - от -0.433 до 1.327, коэффициент вариации изменяется от 20.5%.до 31.9%, стандартное отклонен^ распределений - от 1.48 см до 7.22 см. —

При моделировании строения древостоев по диаметру (Ъйй исследованы сладуказ is теоретические функции распределения: гамма-, Пуассона и логарифмически - нормальная (рис.1), ра'с-прадзлешз Дяонсока типа Sa и бата-распрсдалэ131я (рис.2) »

8 12 16 2<У 24 28 32 36 40 Ступени толщины

Рис.1. Опьггнсх? и теоретические гаша-, Пуассона и логнормаль-ное распределения деревьев по диаметру

» 80

в 70

я ВО

31 50

ё 40

30 20 10 0

гК

X',

эй

-Бета -Джонсон

ГПГП^тп

п

8 12 16 20 24 28 32 36 40 Ступени толщины

Рис. 3. Опытное и теоретические распределения'Сета- и Дконсо-

на типа ЗВ. >

Результаты показывают, что лучшие результаты при аппроксимации опытных распределений числа деревьев по ступеням толщины дают функции Сета-распределения и распределение Джонсона типа £>в (тайл. 1). '

ТаОл. 1

Опытное и теоретические распределения числа деревьев по диаметру

Критерий

Ступени толщины 4 9 12 16 20 24 26 28 32 Пирсона X2- Квадцэат

Опытное 61 50 30 19 14 11 10 9 8 -

Бета- распределение 52 45 31 24 19 16 12 9 5 8,95

Распределение Джонсона 67 42 28 20 16 12 10 8 6 3,49

э :

Имитационная система моделирования строения древостоев по диаметру разработана на основе исследования строения сосновых насаждений Никарагуа, применения статистической модели бета-распределения числа деревьев по диаметру, регрессионных моделей связи параметров модели распределения и таксационных показателей деревьев в древостое, алгоритма имитации строения и вычисления таксационных показателей древостоя.

Для имитационного моделирования строения сосновых древостоев по диаметру создана программа DMODEL, которая написана на языке- Фортран, транслятором Microsoft Power Station, работающим в среде Windows - 95.

По регрессионной модели связи с таксационными показателями оценивается среднеквадратическое отклонение распределения числа деревьев по диаметру в древостое.

По заданному алгоритму оцениваются основные параметры ,функции бета-распределения. На основе полученных параметров (а, Ь, С, О,у) по формуле функции плотности распределения определяется число деревьев по ступеням толщины. Вычисляется средний (таксационный) диаметр древостоя, который сравнивается со средним диаметром древостоя. Если различие диаметров составляет более 2 см, процесс повторяется: верхний предел бета-распределения увеличивается на один шаг и повторно вычисляются все'показатели, т. е. применяется итерационная процедура. По регрессионньм моделям связи оцениваются средние высоты деревьев, видовые числа, обгьемы стволов и, как результат, запас древостоя.

В системы заложены следующие регрессионные модели связи: ход роста по высоте сосновых древостоев 16 класса бонитета (1), 19(2) и 2/7(3) классов бонитета, наиболее вероятные значения видового числа по классам бонитета (4). Н= -0.9857+1.335505А-0.027753А2+0.00021А3, (1)

Lg(H)=0.40256+0.343991g(D)+0-2036981g2 (D), (2)

Lg(H)=0.88596+0.311091g2(D)-0.004117g2 (A), (3)

0.70507-0.02512н+0.000774н2-0.0ь0009н3. (4)

Имитационная модель строения сосноеых древостоев по диаметру позволяет на ПЭВМ разрабатывать таблицы строения дрсео-стоев по диаметру в дополнение к таблицам хода роста и производительности древостоев (табл.2), получать перечет деревьев

ТаОл. 2

Динамика распределения числа деревьев по диаметру в сосновых древостоях

Никарагуа Класс бонитета 27

Возраст, лет Величина ступени, см Ступени толщины

2 3 . 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ч 14 ч \

Растущая часть

5 1 - 1265 1040 891 762 640 520 397 267 115 - - -

10 . 4 53 193 246 203 113 35 2 - - - - - -

15 4 - 6 4 9 98 125 117 79 33 3 - - - -

20 4 - -1 - 4 "29 59 77 79 66 44 22 6 - -

25 4 - - 3 18 38 56 64 61 47 25 5 -

30 4 - - - 1 4 14 28 43 54 54 44 24 4

35 4 - - - - 1 4 11 20 32 45 58 64 -

40 4 - - - - 1 2 5 11. 19 29 39 50 52

Отпад" (вырубаемая часть)

10 1 ? 1585 955 ■ 733 598 495 402 286 - - - - -

15 2 - - 35 '59 63 57 46 34 22 12 5 1 -

20 4 ? - 18 ' ' 32 31 23 13" 5 1 - - ■ - -

25 4 - 1 7 15 19 16 10 3 1 - - - -

30 4 - - 1 4 9 12 13 10 6 3 1 - -

35 4 - - 1 3 6 8 8 6 4 1 - - -

40 4 - - - 1 3 • 5 6 6 4 2 1 - -

Примечание. Ступени тогалины определяется произведением номера ступени на ее величину.

на основе таксационных показателей древостоев: возраст, сумма площадей сечений, средний диаметр, средняя высота, запас, класс бонитета и число деревьев, древостоя или отпада, представленный в таблицах роста и производительности древостоев .

4. Моделирование роста и производительности древостоев

Моделирование хода роста древостоев выполнено по данньм перечислительной таксации сосновых древостоев, разработки регрессионных уравнений связи между таксаиионньыи показателями по классам бонитета (16,19,27 - доминантная высота древостоя в возрасте 20 лет)., отражающими ход роста по высоте (1,2,3), видовому числу (4), диаметру (5,6,7), суммам площадей сечений (8,9) и абсолютному среднему приросту по запасу (10,11,12).

0(16) = 4.30429+1.83281А-0.03887А2+О.ОООЗАЗ, (5) 0(19)— 5.24545+1. 980472А-0.02384А2 +0.000062А3, (6) 0(27) = -12.4951+17.33351дА+13.10551д2А, (7).

Ьд 0(16) = -2.4265+5.1210б1дН-1.6291д2Н, (8)

Ьд 0(19) = -о:74696+2.0436961дН-0.302881дгА, 4 ¡9)

5м (16) =-6. 34667+1. 827189А-0.05767А2+0. 000559АЭ, (10)

гм(19)= -6.68895+1.87893А-0.05293А2+0.00043АЗ, (11) гм (27! =0.873898-0. 026606А+0.000271Аг~000002А3+ +0.750221дА. (12)

Модели (таблицы) роста и производительности сосны яйце-плодной являются эталонными кюделями, показывающими потенциальную производительность сосновых насаждений в данных условиях местопроизрастания.

Модели роста и производительности древостоев создаются путем имитационного• моделирования на ПЭВМ. На основании полученных данных. (высота, диаметр, запас, видовая высота дре-' востоя, диаметр отпада) вычисляются остальные таксационныг показатели древостоев и отпада, общая производительность и прирост древостоев по общепринято^ алгоритму.

Математические модели являются одной из форм информационного обеспечения компьютерных, технологий, они отражают основные связи в определенной системе. Надежность работы системы моделирования роста и производительности древостоев зависит от имеющихся исходных данных, точности моделей связи между таксационными показателями, алгоритма имитации роста насаждений.

При составлении таблиц роста и производительности по классам бонитета для древостоев яйцеплодной сосны (Р. Оо-■ carpa) использовали выиеприведенныа закономерности и по описанному алгоритму на основе электронной таблицы Excel - 97 разработана программа, которую можно использовать для имитационного моделирования роста .и производительности сосновых древостоев. ;

В таблицах роста и производительности сосновых древостоев представлены основные показатели растущего древостоя и показатели отпада (вырубаемая часть).

Анализируя составленные таблицу роста и производительности естественных сосновых насаждений в условиях Никарагуа, можно отметить, что яйцеплодная сосна отличается большой производительностью. В'древостоях 27 класса бонитета в возрасте 10 лет текущий среднепериодический прирост составляет 30 м3 на гектаре. Запас древостоя в 40 лет - 535 м3 на га. Возраст главной рубки 25 - 30 лет. Возраст количественной спелости - 20 лет (таСш.З).

Экономическая эффективность лесовыращивания насаждений сосны яйцеплодной в классе бонитеда 27 произведена на основе средней цены 1 м3 заготовленной лесопродукции.

* Таксовая цена леса на корню в Никарагуа не применяется. Стоимость 1 hi заготовленной сосновой древесины" средней по размерам составляет пятьдесят долларов США, в эту стоимость обычно входит стоимость древесины на корни, стоимость лесозаготовок, транспорта леса и залаженная прибыль.

В связи с этим условно 1м5 запаса растущего древостоя на корню имеет таксовую цену пять долларов ОБА. Исходя из этого можно оценить экономическую эффективность Еыращивания 1 га соснового древостоя, учитывая, что затраты (3) на выращивание 1 га леса до возраста главной рубки (30 лет) составляют в среднем восемьсот долларов СКА, т.е. в расчете на 1 год -800/30=27 долларов США. Доход от реализации древесины составит: Д=Дгл. + Др.у.= 480x5 '+230x5=3500$,

Табл. 3

Производительность сосновых древостоев Класс бонитета 27

Растущий древостой

Возраст, лез Высота, и Диаметр, си Число стволов, шт. Сумма площадей сечений, Видовое число Запас, м1 Текущее изменение за-

' ы3 паса, м3

5 10,8 6,0 5898 16,8 0,512. 93 -

10 • 19,5 17,9 845 21,4 0,442 185 92

15 24,7 26,0 • 510 27,1 0,421 282 97

20 28,3 32,2 387 31,6 0,410 366 84

25 30,9 37,3 3X7 34,7 0,402 432 66

30 33,0 41,7; , 269 36,7 0,395 480 48

35 34,7 45,5 234 38,0 0,389 513 33

40 36,1 48,9 206 38,6 0,383 535 22

Выбираемая часть - отпад Обшая П1 эоизводамельностъ

Возраст, лет Высота, м Диаметр, см Число стволов, шт. Сумма площадей сечений, м2 Запас, м3 Сумма промежуточного Пользования, м3 Запас, м3 Текущий прирост, и3 Средний прирост, м3

5 8,2 3,0 - - - - 93 18,6 ; 18,7

10 9,1 5,1 5053 10,3 57 57 242 29,7 24,2

15 15,5 14,5 335 5,6 48 105 387 29,0 25,8

20 19,2 20,8 123 * 4,2 43 148 514 25,5 ' 25,7

25 21,8 25,5 70 3,6 42 190 622 21,5 24,9

30 23,4 29,1 48 3,2 40 230 709 17,5 23,6

35 24,1 31,4 36 2,8 36 266 779 13,9 ' 22,2

где: ЙГЛ. - доход от главной рубки; Др.у. - доход от ру-Оок ухода.

Прибыль от леоовыращивания 1 га соснового насаждения 27 класса бонитета до 30 лет составляет:

• П- Д - 3 - 3550 - 800 •= 2750 долларов США/га,

где: П - прибыль; Д - доход; 3 - затраты на лесовыращи-вания 1 га сосняка до 30 лет.

Рентабельность лесовьращивания (Р л.выр) определяется по фор^аа: tP л.вьр» (П/3) 100 = (2750/8001x100 = 343,7%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

il.. Сосновые древостой естественного происхождения (сосна яйдедлодная - Pinus оосагра) из лесного генетического резервата «Эль Юкуль» в Никарагуа отличаются высокой 'производительностью, которая достоверно различается по классам бонитета. Абсолюиый текущий прирост по запасу древостоя 27 класса бонитета в возрасте 10 лет составляет 30 bi/ra, запас в 40 лет 535 м*/га, а в классе бонитета 16 соответственно 12 vVra и 297 ii/та,.

2. Исследование закономерностей строения сосновых древо-стоев по диаметру показало, что опытные распределения диаметров деревьев сосны яйцеплодной характеризуется значительной положительной асимметрией с преобладанием тонксмерных деревьев и имеют вид убывающего j -образного распределения, коэффициент асимметрии со-

.-ставляет от -4.945 до 1.745, поэтому модель нормаль-■ ного распределения не подходит для моделирования сосновых древостоев по диаметру.

3. Математическое описание опытных распределений диаметров деревьев в сосновых древостоях выполнено с применением моделей логнормального, гамма- и. бета-распределений, кривой распределения Джонсона типа SB. Наилучшие результаты по критерии X2 Пирсона с вероятностью 0,95 и биологической интерпретации " "Параметров моделей получены с использованием моделей бета-распределения и кривой Дконсона типа Sa-

4. Разработана имитационная модель строения по диаметру древостоев сосны яйцеплодной, позволкпцая имитировать на ЗШ перечат деревьев по ступеням толцьагы на основа

таксационных показателей древостоя, представленных в таблицах роста и производительности древостоев или полученных в процессе глазомерно - измерительной таксации насаждений. Среднеквадратические ошибки отклонений результатов по модели • на ПЭВМ от данных таблиц роста и производительности составляют по диаметру -± 0,63 - 1,32%, по запасу - ± 2,32 - 4,04%.

5, Построены регрессионные модели связи таксационных показателей сосновых древостоев, на основании которых создана имитационная модель роста и производительности насаждений сосны яйцеплодной в трех классах бонитета Н16, Н19, Н27.

6. Составлены таблицы роста и производительности полных сосновых древостоев для трех классов бонитета, которые являются эталонньми моделями, показывающими потенциальную производительность сосны яйцеплодной в данном регионе. Общая производительность в 40 лет в классе бонитета 27 составляет 830 мЗ/га, возраст количественной спелости - 20 лет, возраст главной рубки - 25 - 30 лет, в классе бонитета 16 соответственно -410 м'/га, 27 .лет, 30 лет. .

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Атротенко О. А., Морено К. Ф. Система моделирования и прогноза роста древостоев. Тезисы докладов международной научно - практической конференции «Лес - 96» Минск: БГТУ, 1996.- С 26.

2. Толкач И. В., Морено К.„Ф. Имитационная модель и таблицы строения естественных сосновых древостоев Беловежской пущи по диаметру. Труды БГТУ: Лесное хозяйство. Минск: БГТУ, 1996.- № 4, с 72 - 76.

3. Морено К. Ф. Модели прироста сосновых древостоев Никарагуа. Труда БГГУ: Лесное хозяйство. Минск: ВГТУ, 1997.- № 5, с 109 - 110. ,,

4.Атрощенко О. А., Морено К. Ф. Практическое использование моделей роста и производительности древостоев. Тезисы докладов международной научно - практической конференции !«Лес - 97». Минск: БГТУ, 1997,- С 10.

5. Морено К. Ф. Моделирование роста и производительности сосновых древостоев. Лесная наука на рубеже XXI века:

Сборник научных трудов Института леса Национальной АН Беларуси. Вып. 46. Гомель: ИЛНАН Б, 1997.- С 306 -309.

6. Морено К. Ф. Таблицы роста и производительности сосны яйцеплодной у в Никарагуа/ Белорус, гос. технолог, унив.- Мн., 1998. - 10 е.- Деп. в БелИСА 29.01.98,-№ Д19982 // Реферативный сборник непубдикуемых работ .- 1998.- №'9.- С 85.

7.Атраценко О. А., Морено К. Ф. Моделирование строения по диаметру сосновых насаждениях в Никарагуа. Белорус. гос. технолог, унив. - Мн., 1998. - 9 с. Деп. в ин - те БелИСА 29.01.98.- К» Д19983 // Реферативный сборник непуСликуемых работ .- 1998.- № 9.- С 85.

РЕЗЮМЕ

Франсиско Морено Крус

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В НИКАРАГУА

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, СОСКОВЫЕ НАСАЖДЕНИЯ, НИКАРАГУА, ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ, ДИНАМИКА СТРОЕНИЯ, ДИАМЕТР, РЕГРЕССИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ, ТАБЛИЦЫ РОСТА, ДРЕВОСТОЙ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ЗАПАС ДРЕВОСТОЯ, ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР, БЕТА ~ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ. '

Исследовзны чистые высокопалнотные сосновые насаздония . - по классам бонитета. Соснобыэ древостой представлены сосной яйцеплодной (Pinus босагра) из лесного генетического резервата «Эль Ккуль», расположенного в департаменте МатагальлыРеспублики Никарагуа. .....

Создана имитационная модель строения древостсев по диа-''мэтру б виде программы для ПЭВМ с использованием теоретического распределения бета - функции. Построены таблицы динамики распределения числа стволов в сосновых насаждениях, а также кумуляты распределения числа деревьев в графическом и табличном видах. По заданному алгоритму на основа электронной таблицы Excel - 97 разработаны таблицы роста и производительности сосновых дрезостоев по классам бонитета.

РазраОотанньк компьютерные программ могут Сыть использованы для имитационного моделирования строения, роста и производительности сосновых древостоев, полученные таблицы и графики жгут найти применение как нормативы при лесоустроительных работах.

РЭЗЮМЭ

Даоледаваны чыстыя высокапаунотныя сасновыя насад®энн1 па класах бан1тэту. Сасновыя дрэвасго1 прадстаулены саснсй яйцеплодаай (Pinus оосагра) з лясного генетьмнага резервата "Эль Ккуль", як1 знаходз!цца у яэпартаменце Матагальпы Рэспубл1к1 Hiicaparya.

Зроблена 1м1таиыйная мадаль будовы дрэвастояу па даяметру у выглядзе праграьы для ПЭШ з выкарыстаннем тэарэтычнага размеркавання бэта-функцьп.. Пабудаваны таблхцы •данам1к! размеркавання колькасц1 ствалоу у сасновых насаджзннях, а таксат .кумуляты размеркавання колькасид. лрэвау у граф1чньм i табл1чньм выглядзе.

Па зададзенаму алгарыгму на падставе электроннай таСяииы Excel - 97 расгтрацаваны табл!иь1 росту i прадукиыйнасц1 сасновых дрэвастояу па класах банхтэту.

Распрацаваныя камп'ютэрныя прахрамы - могуць Сшь выкарыставаны для 1м1тацыйнага мадэлявання будовы, росту i прадутадыйнаоД сасноЕых дрэвастояу, атрыманыя табдо-цы i граф i id. loryub знайсщ. в^лкарьстганне як нарматывы' пры леса$>парадкавальных работах.

SUMMARY

There are investigated pure high - density pine stand on . quality classes. Pine stand are sitedtted by a pitch pine (Pinus cocarpa)•frcra the wood genetic tank " El Yucul located in department' Matagalpa of Republic of Nicaragua.,

The Simulational model of a structure stand on a diameter as the program for PC vdth use of_theoretical distribution beta - function is created. The "tables of dynamics of distribution of number of trunks in p.ina stand and also accumulation of distribution of number of trees in graphic and tabulared kinds are constructed, to the given algorithm on the basis of a spreadsheet Excel - 97 the tables of growth

and productivity pine stands on quality classes are developed.

The developed computer programs can be used for simulation modeling of a structure, growth and productivity pine stand, the received tables and the diagrams can find application as the standard with forest inventory works.