Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОПТИМИЗАЦИЯ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ В БЭРЕНФЕЛЬСКОМ ЛЕСНИЧЕСТВЕ ГЕРМАНСКОЙ ДЕМОКРАТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "ОПТИМИЗАЦИЯ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ В БЭРЕНФЕЛЬСКОМ ЛЕСНИЧЕСТВЕ ГЕРМАНСКОЙ ДЕМОКРАТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА .СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

J-ZV652,

У ;

На правах рукописи

ЗИГФРИД ФРЕЙ

ОПТИМИЗАЦИЯ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ В БЭРЕНФЕЛЬСКОМ ЛЕСНИЧЕСТВЕ ГЕРМАНСКОЙ ДЕМОКРАТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Диссертация написана на русском языке . Специальность 06.03.03. — Лесоводство

Автореферат , диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1974

Диссертационная работа выполнена в Штраусбергском лесхозе (Германская Демократическая Республика) и при кафедре лесоводства Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии -имени К. А. Тимирязева. - •" •

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук пррфессор В. Г. Нестеров..

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор Н. П. Анучин, доктор сельскохозяйственных наук профессор В. С. Шумаков.

Ведущее предприятие — Московское'областное управление лесного хозяйства. г-

Автореферат разослан « .Л?. » . М&.рТ&. . . .1974 г. Защита диссертации состоится на заседании Ученого совета

факультета агрохимии и почвоведения ТСХА в « .4 . » . . .а.Пре/1Я . 1974 г. в .ЛЙ"час.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ (10-м корпусе). , . ~_ * '''. :

Просим Вас принять личное участие в работе указанного Совета или прислать письменный отзыв по данному автореферату по адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская улица, 49, корпус 8, Ученый совет ТСХА.

Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах.

Ученый секретарь Совета, „ JL-JCA-AO

ч академии Ф. А. Девочки».-

ВВЕДЕНИЕ

Крайний дефицит древесины в народном хозяйстве Германской4 Демократической Республики заставляет работников лесного хозяйства использовать все возможности повышения производительности леса. Партия и правительство уделяют большое внимание вопросам правильного использования, сохранения и воспроизводства лесов. Намечено поднять средний запас древостоев со 150 до 190 куб. м/га. Это возможно не только путем дополнительных расходов на удобрение, селекцию и т. д., но и независимо от вложения средств путем правильного подбора древесных пород по типам условий местопроизрастания.

Лесоводы, действия которых чреваты последствиями в грядущих десятилетиях, знают свою ответственность перед народом и стремятся создавать новые леса таких форм, которые бы отвечали высоким идеям социалистического общества. В этих действиях каждый лесовод в значительной мере выбирает древесные породы, конструирует насаждения и осуществляет уход за ними по своим личным представлениям. В результате создается много хороших лесонасаждений, но наблюдаются и неудачи при создании лесных культур. Успешное решение вопросов лесовыращивания требует использования современных средств, применяемых для оптимизации процессов. .

Участки леса характеризуются взаимным влиянием друг на друга составляющих их компонентов и взаимными связями между происходящими в них процессами. Эта всеобщая взаимосвязь является закономерностью существования мира. Но установление всеобщих взаимосвязей в природе —.это лишь первый шаг в познании природы. Необходимо еще определить главное противоречие в комплексах живой и мертвой природы. «Единство (совпадение, тождество, равноденствие) противоположностей условно, временно происходящее, релятивно. Борьба взаимоисключающих противоположностей абсолютна, как абсолютно развитие, движение»,—писал В. И. Ленин. Это положение он считал ядром материалистической диалектики и. учил: «В собственном смысле диалектика есть изучение

^й^'Ш.^-ш:',-, ......и«.шИ-

Меп:сг.сГЯ> >.;-1 •••. V Г--у>К.-».-

• • ..,гГ. • _ . !• уг.' •*•» I

луъ... \\;|И'рогиво1)еч"нн"пАс\пл1оГА/су11и"юсти.Апредмег6п»',. (В.-'М.'-'Ле'ннн. •" •.-. -;. ;• «Философские,тетради», 11артиздат,' 1956, стр! 326) •.* ч. *;<.,У- -* ;, Природа относительно гармонична, но вместе. с тем'в*. ней-\ , ' г.-ёсть, противоречия; Наблюдения в природе, изучение; "опыта;,' ?. 1'}";; лесного хозяйства, стремление к более полному, применению;". •}..У\• • '.• диалектического метода в познании природы для управления ' •Г' ' • , ею привели прогрессивные лесоводы к биоэкологическому, ~ ;' - ;; • -принципу познания природы, к рассмотрению.леса как един: • ;:--«ч,У;.-\ства двух слагаемых — сообщества растений и условий, • его ] :/*':>_'.-. ';\ произрастания, противоречия между которыми обуславливают.^ ♦У.*-' продуктивность растений и плодородие почвы. Использование;.': Ч • ; / биоэкологического учения о лесе как научная основа лесо--" >,,'{'. выращивания обеспечивает максимальное соответствие сбоб-.«" ,У " ;- щества древесных растений и условий среды друг другу, тУе.:;\ ,у •'•' 'достижение наименьшей напряженности их взаимного против?" ; ':. •' воречия, но не путем простого подбора слагаемых, а на основе л :/'. •..'" активного улучшения биоэкоса. .♦..'.-./ ';

у*'>у: . , На основании бноэкологического учения о лесе в настоящей-' ,,.;,.; -работе проводится обоснование и расчет оптимального пород-о .. ' : ; ного состава лесонасаждений для горных областей Герман-:. •;•>' % ..'ской Демократической Республики. Материалы для диссерта-> ,;•'•; .',-;'ции были собраны в 1956—1972 гг. в лесничестве Бэренфельс , •'•"«;'•/>> .на 4 постоянных и 17 временных пробных площадях. Диссер-.: ♦У тация,состоит из введения, четырех глав, выводов и списка;

'"> ".'/•-• :использованной литературы (136 наименований). Текст- объ-: ••>•;•' емом 145 страниц содержит 55 таблиц, 7 графиков и,124ри-;г-.У'"'У;' ; СуНКОВ. , . . • "''-'.'.--ЛДЧ

•Ч Глава I. ЦЕЛЬ, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТ ;

•;>••-.-" исследования ; v;

8! Опыт создания лесных культур в передовых лесхозах сви- -

; детельствует о том, что выращивание лесонасаждений, при!

правильном подборе древесных пород к условиям местопроиз-', растання позволяет существенно поднять продуктивность дре-', востоев. Поэтому необходимо найти оптимальные варианты;:. обеспечивающие максимальную производительность. В лабол, ратории кибернетики живой природы ТСХА разработаны мате ;. - матические , модели задач на оптимальные лесонасаждения*Л "•-;';• с наиболее рациональным составом древесных пород взавй-у' ' симости от их свойств, от климата и почвенно-грунтовых усл'о'{-*

;•'.'• • вий, учитывая и жизнестойкость деревьев, их продуктивность'--. и защитное значение (В. Г. Нестеров 1964, 1966, 1970, 1971):'*

}.".. . Результаты исследований показывают целесообразность'']

, применения линейного программирования для решения вопр'о-.; сов лесовыращивания. Сочетая многолетний опыт и киберне-1; тику, можно найти наилучшие формы лесных культур, позво-'г гляющне при.тех же затратах труда и средств получить в иол-;: 2

Лтора%тва':раза,'большедесной '1Уродукщш?-Поэтому>1Ыул .-'".передсобой цель—на основе биоэкологического учения 6 лесе.У у,;*—И "и счюмощью' математических методов "выработать"и ;нау,чно;, -У 1>':'."*' "УУббосноват ь систему;мероприятии по повышению тгродуктив- ,,л У'*:1' ',.' ностн древостоёв в-лесничестве Бэренфельс, типичном хозяй-;-'.-:*." •'.';.. ;,;,, стпе горных областей ГДР. ' ,♦♦''' . ;:С'у?и8 ".

"'г,. Для решения'этой проблемы требовалось: •"•*>.;•'

'; >!•!• ♦.— исследование продуктивности имеющихся древостоёв; . :-' -У

♦ У .'— выявление взаимосвязи между условиями местопроиз- ;,.;•.' ♦растания и приростом древесины; "\<у\

,; .:, — изучение влияния почвоулучшающих- мероприятий на / Гч.',:: -производительность лесонасаждений; «у- "ЧУ;>

.-ч — расчет оптимального породного состава древостоёв. у .,.. •

у.'.1';;'' .- Методика исследований • ; -

♦ •""/•'•' На пробных площадях были выполнены все работы, пред ;, "усмотренные по методике академика Н. П. Лнучина (1962).*'

♦ '.Кроме того для определения величины текущего прироста' . у,приростным буравом были взяты пробы, всего 3932. Данные . '.обрабатывались с помощью методов вариационной статистики. г г Прирост по массе определялся по способу интерполяции на ГУ: основе уравнений связи между приростом древесины и дна*, у'метром дерева. Таксационные показатели исследованных на' Усаждений сопоставлялись с данными опытных таблиц хода 'у,-роста Герхарда.

.... При помощи прибора системы Эклунда, обеспечивающего. ,У точность 0,1 мм, была измерена ширина 54000 годичных , 'слоев. Средние величины прироста по годам мы сопоставляли /Ус климатическими данными и вычисляли коэффициенты корУ реляции между приростом древесины и метеорологическими ';• показателями.

•у При изучении влияния почвоулучшающих мероприятий на У продуктивность древостоёв непосредственное сравнение при-

♦ ... роста разных опытных участков не дает реального представ.* ,'ления потому, что они уже до закладки опыта могут отли-У.чаться друг, от друга по величине прироста. Поэтому для всех ♦ известкованных участков мы определили отношение ширины

У У; годичных слоев после известкования к ширине годичных слоев , У до известкования. Основой сравнения являлась величина при-у: роста после известкования, выраженная в % от прироста до .известкования.

Математическая модель задачи на оптимальные лесона-. • -саждения была составлена на основе научных работ Л. В. ♦/.Канторовича (1939), В. Г. Нестерова (1970) и В. Т. Сурикова. (1971). При классической форме линейного программировав . уния определяют наличие природных ресурсов и их потребление '-..; древесными породами, составляют систему уравнений, решив

!>у.\

% к;

у.

У.

.У. /У

У*?

. ф'»'

У1'

У.-. '

: 3.

""•". -К

которую можно определить оптимальный состав древесных пород. Трудность применения этого метода состоит в том, что на участках леса не определяют расходы тепла, воды, питательных элементов растениями, хотя и учитываются их ресурсы. Поэтому для оптимизации породного состава древостоев мы применяли другую форму линейного программирования — кондиционную (В. Г. Нестеров, 1971). Сущность ее состоит в том, что достоинство древесных пород для выращивания выражается в единицах биоэкоса. С этой целью для всех древесных пород, подвергавшихся сравнению, мы сопоставляли данные изучаемого района с данными тех районов, где наблюдается максимум продуктивности этих пород.

Коэффициенты производительности и устойчивости для оптимизации породного состава мы приняли по литературным данным. Экономические коэффициенты мы рассчитали по данным Бэренфельского лесничества на основе действующих цен и расходов по выращиванию лесных культур и заготовке древесины. Расчет задач на оптимальные лесонасаждения был произведен на электронно-вычислительной машине «Минск-22» в вычислительном центре ТСХЛ.

Объект исследований

Лесничество Бэренфельс расположено в Дрезденской области ГДР. Средняя высота над уровнем моря 600 м. Климат субконтинентальный, умеренный. Среднегодовая температура воздуха 5,2°. Средняя температура воздуха вегетационного периода 13,0°. Сумма годовых осадков 864 мм, за вегетационный период—409 мм. Преобладают дерново-слабоподзолистые почвы. Материнская порода представлена горными породами гнейс, порфир н филлит.

Из 2880 га лесопокрытой площади еловые насаждения занимают 93%, буковые — 6%. Древостой имеют средний бонитет 111,2, среднюю полноту — 0,75 и средний запас 215 куб. м/га.. Хозяйство ведется по системе форратспфлеге, при которой снимается подразделение рубок на главные и промежуточные. Вырубки с неудовлетворительным естественным возобновлением в течение 18 месяцев возобновляются искусственно.

В 8 типичных ельниках мы исследовали структуру насаждений и величину прироста древостоев. Сопоставлением таксационных показателей исследованных насаждений с данными опытных таблиц хода роста было установлено, насколько данные насаждения отличаются от нормальных, т. е. здоровых древостоев с полнотой 1,0. Результаты исследования следующие: 4

1. В благоприятных условиях местопроизрастания средний диаметр и сумма площадей сечения в обследованных насаждениях больше, чем в нормальных, а число стволов — меньше. Несмотря на меньшее число стволов, запас на гектаре превышает запас нормальных насаждений. В неблагоприятных условиях местопроизрастания средний диаметр, сумма площадей сечения и запас в обследованных насаждениях не отличаются от тех же показателен в нормальных насаждениях.

2. В благоприятных условиях местопроизрастания ельники имели текущий прирост: в возрасте 60 лет—16 куб. м/га, в возрасте 80 лет— 15 куб. м/га, в возрасте 100 лет — 9 куб. м/га. В неблагоприятных условиях местопроизрастания текущий прирост составил: в возрасте 60 лет—10 куб. м/га, в возрасте 80 лет —6 куб. м/га и в возрасте 100 лет — 5 куб. м/га. Прирост оказался в благоприятных условиях местопроизрастания на 30% выше, в неблагоприятных условиях место-. произрастания на 6% ниже, чем в нормальных насаждениях.

Г л а в а II. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ УСЛОВИЯМИ

МЕСТОПРОИЗРАСТАНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬЮ

древостоев

Прирост древесины, являясь важнейшим показателем жизни дерева, аккумулирует в себе влияние метеорологических условий разных вегетационных периодов. Но их влияние на прирост древесины неодинаково в разных географических районах. Например, у ели в жаркое лето на северной равнине ГДР откладываются узкие годичные слон, а в горных райо-, пах— широкие. ;

Главным климатическим фактором для роста деревьев в одних трудах называется количество осадков (И. Вейе, 1959), в других — температура воздуха (И. Фридрих, 1897), в третьих — относительная влажность воздуха (Ф. Шварц, 1899). Одни авторы утверждают, что решающим фактором для величины прироста является погода предыдущего года (X. Хессельманн, 1904; А. Цизларь, 1907). Другие авторы пришли к выводу, что решающими являются метеорологические показатели вегетационного периода данного года (X. Кох, 1958; Л. П. Сляднев, 1972). Результаты исследований по этому вопросу не могут быть одинаковы потому, что каждой географической зоне и каждой древесной породе свойственны свои закономерности.

С целью изучения влияния условий среды на прирост древесины в лесничестве Бэренфельс мы заложили пробные площади в девяти ельниках IV класса возраста. Приростным буравом у 1350 деревьев взяли по 2 пробы и определили ширину 20 последних годичных слоев, всего 54 000. Отклонения

прироста от двадцатилетней средней величины сопоставляли с метеорологическими показателями. Результаты исследования следующие:

1. Средняя ширина годичных слоев за 20 лет. составила в благоприятных условиях местопроизрастания 0,357± • 0,011 см, в средних —0,293±0,011 см, в неблагоприятных — 0,233±0,010 см. Средние величины текущего прироста по площади сечения составили в2 благоприятных условиях ме2стопро-израстания 13,98±0,38 см2, в средних —9,67±0,34 см2, в неблагоприятных— 6,48±0,24 см2. Текущий прирост по площади сечений оказался на 45% больше, чем в средних, и на 110% выше, чем в неблагоприятных.

Таблица 1 Дендрошкала — прирост по площади сечения за 20 лет

(в % от средней двадцатилетней величины)

ч № пр. пл. Условия местопроизрастания

бла гоприятные средние неблагоприятные

1 о 3 4 5 6 7 8 9

Год Л V

1959 92 96 100 89 101 84 100 103 109

1958 85 97 89 59 88 67 90 81 85

1957 75 74 75 48 58 52 55 44 51

1956 60 89 64 46 49 47 42 32 42

1955 86 82 90 67 94 90 89 74 82

1954 94 87 99 80 96 100 96 74 87

1953 107 107 ПО 120 116 120 111 111 100

1952 108 114 112 111 123 130 ЮТ 108 106

1951 120 130 131 120 131 127 119 124 115

1950 122 130 133 135 128 126 113 121 1"2

1949 112 111 107 116 112 106 108 109 115

1948 107 104 100 103 104 96 90 94 97

1947. 103 8 89 115 96 107 100 98 99

1946 137 139 133 158 143 151 140 160 148

1945 132 132 131 153 143 147 143 162 158

1944 104 103 101 117 108 Ш 118 124 122

1943 104 104 105 102 91 107 112 106 103

1942 86 82 80 75 69 84 90 88 79

1911 85 84 73 85 81 84 92 98 90

1940 81 76 78 70 66 76 83 89 81

2. Наблюдаются значительные колебания величины прироста древесины вокруг средней многолетней величины (табл. 1). Встречаются годы с высоким и годы с незначительным приростом. Но все исследованные насаждения дали максимум прироста на 6- и 7-й годы и минимум прироста на 17-м году исследования. В благоприятных условиях местопроизрастания амплитуда колебания прироста меньше, чем в средних и неблагоприятных. Величина прироста в благоприятных

условиях местопроизрастания составила от 59 до 139%, в средних— от 46 до 158%, в неблагоприятных — от 32 до 162% средней двадцатилетней величины.

3. Наибольший прирост древесины наблюдался в теплые годы. Например, в 1945 и 1946 годы величина прироста достигла 145% от средней двадцатилетней величины. Наименьшая величина прироста древесины установлена в холодные годы. В характерном таком 1956 году величина прироста составила всего 49% от средней двадцатилетней величины. В среднем прирост древесины составил в тепльш годы 120%, в средние по температуре годы—99%' и п ходбТше годы —79% от двадцатилетней средней пеличины.

Таблица 2

Корреляция между приростом древесины ели и метеорологическиющоказателями

.Метеорологический показатель г Mr г: М,

Средняя температура I—IX . . . 0,655 0,013 15,2

Средняя температура IV—IX . . 0,614 0,016 13,3

Максимальная температура IV—

IX.......... 0,579 0,019 И,9

Минимальная температура I—IX 0,542 0.0S3 10,2

Максимальная температура I—IX 0,53-t 0,053 10,1

Минимальная температура IV—IX 0,493 . 0,056 8,9

0,160 0,073 <)о

Сумма осадков I—IX .... 0,011 0,075 0,1

Относ, влажность воздуха IV—IX 0,331 0.CG5 5.1

г=*коэффициент корреляции; Д1г=ошибка коэффициента корреляции; г : Мг = показатель существенности.

4. В условиях лесничества Бэренфсльс решающее влияние на прирост древесины ели оказывает средняя температура воздуха с начала года до конца вегетационного периода (табл. 2). Такой же результат получил Е. Лайтакари (1920), который в Финляндии установил, что теплая весна удлиняет вегетационный период и способствует повышенному приросту древесины. Связь между приростом древесины и суммой осадков очень слаба (коэффициенты корреляции: 0,160±0,073 и 0,011 ±0,075).

Глава III. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДРЕВОСТОЕВ ИЗВЕСТКОВАНИЕМ ЛЕСНЫХ ПОЧВ

Основная задача лесного хозяйства состоит в рациональном Использовании переданных ему земель, в сохранении и повышении плодородия почвы. По данным управления лес-

ного хозяйства (3. Прин, 1970), удобрение и известкование лесных почв в будущем становятся наиболее важными мероприятиями интенсификации лесного хозяйства. Еще в начале 50-х годов известкование лесных почв под чистыми ельниками стало общепринятым мероприятием химической мелиорации в лесном хозяйстве ГДР. Например, в областях Дрездене и Карл-Маркс-Штадте за 1955—1960 гг. проводилось известкование лесных почв на площади 11 000 гектаров. Однако до настоящего времени недостаточно изучен вопрос о том, достигается ли путем известкования лесных почв цель всех почво-улучшающнх мероприятий: продолжительное повышение производительности леса. Этот вопрос требует научного решения. На основе исследовании лесные специалисты должны получить возможность осуществить известкование почв с наивысшей эффективностью. С этой целью,мы проводили исследование о влиянии известкования почв на продуктивность еловых насаждений.

Известкование лесных почв является одним из основных мероприятии для снижения кислотности почвы, для превращения грубого гумуса в мягкое состояние и для увеличения количества обменного кальция и легкоподвижиых соединений азота в почве.л Оно повышает содержание доступных растениям элементов, пищи, улучшает физические свойства почвы и способствует повышению жизнедеятельности полезных микроорганизмов.

На богатых почвах известкование дает больший эффект, чем на бедных. На легких почвах рекомендуется применение углекислой, на тяжелых — жженой извести. Влияние известкования почвы продолжительное. После известкования лесных почв мертвый напочвенный покров сменяется обильным травяным, который служит дополнительным кормом для лесной дичи и может отвлечь ее от лесных культур.

Превращение грубого гумуса в мягкое состояние содейст-. вует естественному возобновлению ели и бука. Известкованные участки превышают нензвесткованные по численности самосева до 400%', по высоте — до 40%. По данным В. С. Шу-; макова (1970), оптимальному росту сеянцев отвечает рн = . 5,3—6,6. Подобная кислотность почвы в зоне южной тайги встречается редко. Известкование таких почв способствует развитию возобновления леса.

Благодаря известкованию почв лесные культуры более быстро проходят стадию, опасную в отношении повреждений заморозками и дичыо. На известкованных участках хвойные культуры в возрасте смыкания крон превышают лесные культуры на неизвесткованных участках по высоте деревьев на 15—20%. В литературе редко встречаются данные о влиянии 8

известковании почвы на прирост древесины в преуспевающих лесонасаждениях. Отмечают повышение прироста на 10—25%.

Таблица 3

Показатели опытных участков в 1936 году

Вариант Площадь, га Доза СаСОз, ц/га Число стволов, шг. Средний диаметр, см Средняя высота, м Площадь сечения, м2

1 0,1875 0 201 20,8 10,0 6,7

о 0,1875 20 225 20,7 19.4 7,4

3 0,1875 40 201 21.3 20.3 7,1

4 0.1875 во 233 18,8 19,1 6,4

На территории лесничества Бэренфельс в 1936 году были заложены пробные площади для изучения влияния известкования лесных почв в, 85-летием ельнике. Ш, 5 бонитета на среднеподзолистон почве с р =3,9. Показатели.опытных участков приведены в табл. 3. На опытных участках и 1959 году мы исследовали влияние известкования на прирост древесины. Приростным буравом взяли по две пробы у 74 деревьев в каждом варианте и определили среднюю ширину годичных слоев за годы 1927—1936, 1937—1941, 1912—1946, 1947—1951. Результаты исследования следующие:

1. Повышение прироста по диаметру после известкования (таблица 4) составило в первом пятилетии 6%', во втором — 8%, в третьем пятилетии— 11%. В среднем по всем известкованным участкам за 15 лет известкование почвы дало повышение прироста по диаметру на 8%'. Коэффициент вариации составил 5—11%. Знак ( + ) обозначает результаты с достоверностью 95%.

Т а б л и ц а 4 Повышение прироста по диаметру после известкования

Доза извести Ширина годичного слоя (в см) Прирост после известкования в % от прироста до известкования Повышение прироста по сравнению с приростом на контрольной площади в %

ц/га 1927—1936 1937— 1941 1942— 1946 1947— 1951 1937— 1941 1942— 1916 1917— 1951

842 О О О о 0,121 ±0,010 0,112+0,006 0,110±0,010 0,111 ±0,011 92.0 98,3 99.1 95,1 125.8 139,0 127,5 141.9 130,0 151,2 135,8 148,0 7 ( + ) 33 ( + ) юТ+) 13 (+) 1б"7+) 13 ( + )

2. Повышение прироста древесины началось на второй, год после известкования. Ежегодное повышение текущего прироста в первые пять лет составило 0,5 куб. м/га, в последующие 10 лет — 0,75 куб. м/га. Изменение дозы извести в пределах от 20 ц/га до 80 ц/га не оказало влияния на величину повышения прироста.

3. Деревья слабого и среднего роста по-разному отозвались на известкование почвы. Деревья сильного роста дали равномерное повышение прироста древесины на всех известкованных участках. Благодаря мощной корневой системе они обладают способностью после известкования почвы полностью использовать повышенное содержание доступных растениям питательных элементов. Поэтому в ельниках, предназначенных для известкования, мы рекомендуем сильные проходные рубки. • • •

4. Исследования о влиянии известкования лесных почв на производительность; еловых насаждений показали высокую эффективность этого мероприятия.' Целесообразно проводить его во всех чистых ельниках, имеющих толстый слой грубого гумуса. Но это не снимает необходимости смены древесных пород в поколениях. На склонах гор вред чистых ельников состоит, прежде всего, в образовании грубого гумуса. В таких условиях корни ели достаточно глубоко проникают в почву, и известкование на долгое время препятствует образованию мощных слоев грубого гумуса. Но там, где ухудшение почвы происходит вследствие уплотнения почвогрунта, примесь смешанных пород с глубокой корневой системой дает лучшие результаты, чем известкование лесных почв.

Глава ГУ. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЛЕСА ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПОРОДНОГО СОСТАВА НАСАЖДЕНИЙ

Как показали исследования в СССР, ЧССР и ГДР, регулирование состава древостоев является существенным средством повышения производительности леса. Например, выращивание программных типов леса с учетом возможных улучшений условий местопроизрастания в хозяйствах «Русский лес» и Поречья позволяет повысить продуктивность лесонасаждений более чем на. 100%..

Исходя из сказанного мы ставили перед собой цель—обос-новать и рассчитать оптимальный породный состав древостоев для каждого из 16 типов условий местопроизрастания лесничества Бэренфельс. Сравнению подвергались предложенные лесоустройством для условий данного района типы лесных культур. Пример определения пригодности древесных пород к

выращиванию приведен в табл. 5 для типа условий местопроизрастания НМ 2 (дерново-подзолистая почва среднего плодородия, свежая, с неглубоким залеганием грунтовых вод).

Таблица 5

Исходная биоэкологическая матрица задачи на определение пригодности древесных пород для выращивания в типе условий местопроизрастания НМ 2

О. Л о а '.Л в Факторы Переменные а м „ *2 [_ 53 3 ? 5 Она

Е ЕБк ЕЛц ЕС НК

XI х2 х3 х< Х8

I о 3 4 1> е 8 10 и Сумма температур . . . Сумма осадков .... Содержание азота . . . Содержание кальция . . Содержание калия . . . Содержанке фосфора . Почвоулучшающис свои- 2157 405 ЮЮ 420 680 153 1,3 1.1 12 12 1,3 2142 417 1650 410 560 165 1 о 1,1 1,1 1,1 1.2 2157 401 1750 420 680 145 1,2 1,0 1.1 1,2 1,2 2188 400 1700 480 730 165 1,3 1.0 1,1 1,3 1,3 2111 444 1700 390 930 185 1,0 1 *> 1,0 1,0 1,0 2081 395 1550 350 550 140 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Морозостойкость . . . Эптомофитоустойчивость Пожароустойчпвость . • Газоустойчивость . . .

Б, Б2 Продуктивность .... 1 50,2 1 1 ' 39,31 46,3 1 40,8 1 33.4 -*мах -*мах

Решение: Б, : х2~0,58710 Б2 : х] =0,76923

Достоинства древостоев в единицах биоэкоса были закодированы следующим образом: х— чистый ельник, Ха— смешанный лес из ели и бука, х3 — смешанный лес из ели и лиственницы, х4 — смешанный лес из ели и сосны, Хз — чистый букняк. Учитывали климатические, эдафические и биологические факторы и составили неравенства по сумме температур, сумме осадков, содержанию азота, кальция, калия и фосфора, почвоулучшающей роли, морозостойкости, энтомофитоустой-чивости, пожароустончивости и газоустойчивости. В связи с тем, что нет соответствующей характеристики среды для биологических факторов, за основу были взяты наиболее жизнестойкие лесонасаждения.

Функционали — уравнения, отображающие цели производства— различались: в первом случае задача решалась на максимальную производительность, во втором — на максимум дохода. Решая задачу с целью получения максимальной продуктивности, мы брали единичные коэффициенты. Решая ту же задачу на максимальный доход, мы пользовались коэффициентами дохода на 1 куб. м древесины. Исходя из величины

среднего прироста, определили расходы на выращивание и заготовку леса. Высчитав установленные затраты из корневой цены, получили чистый доход.

Результаты решения биоэкологических задач на определение пригодности древесных пород для выращивания приведены в табл. 6. На их основе' можно фиксировать следующие выводы: ' к .'.

1. Результаты решения задач на определение оптимального породного состава древостоев отвечают требованиям биоэкологического принципаЛвыращйвания леса. Ответы, полученные по -кондиционной форме- линейного программирования на ЭВМ, [не вызывают сомнения. Например, создание дугласовых н буковых культур в благоприятных условиях местопроизрастания обеспечивает, .высокую продуктивность лесонасаждении. -'' '•'...'.'..'.

Таблица О

Программные лесонасаждения в лесничестве Бэренфельс

По продуктивности По доходу

Типы условий местопроизрастания состав единица биоэкоса состав единица биоэкоса

Средние местополож Благоприятные БР 2 : •: К 1 М 1 ения (500—65 10 Дгл . 10 Бук 10 Бук 0 м над у 0,83 • 0,45 0,48 ровнем моря) 10 Е 7 Е 3 Бк 10 Бк 0,59 '0,68 0,49

Средние' НЦ Г НМ 2 Ц 2 8Е 2 Бе 7Е 3 Бк 7Е 3 Бк. 7Е 3 Бк 0,59 0.57 0,59 0,50 10 Е 7 Е 3 Лц 10 Е 10 Е 0,69 0,51 0.77 0,56

Неблагоприятные М 3 . • :,. • Ц З . ' ;;;.... А3 Верхние местополож Благоприятные М1 НМ 1 7Е З Бк 7Е 3 Бк. 7Е.З Бк ения (650—80 10 Бук 10 Ол 0,79 .0,52 0,59 0 м над у 0,41 0,62 ' 10 Е 10 Е 10 Е ровнем моря) 10 Е 10 Е 0,73 0,59 0,50 0.59 0,59

Средние ' ' НЦ 1 • Л 2 • 8Е.2 Бе 7Е 3 Бк 6Е 4С • •> . 0,59 0.54 . 0,61 10 Е 10 Е 10 Е 0,69 0,81 0>56

Неблагоприятные Ц 3 • 13 6Е 4С" 0,52 10 Е 0,48

2. Оптимизация породного состава древостоев предусматривает выращивание смешанных лесонасаждении в средних и неблагоприятных условиях местопроизрастания. Это совпадает с результатами исследовании Г. Ф. Морозова (1914), П. С. Погребняка (1955) и В. П. Тимофеева (1957, 1958), которые установили, что наиболее эффективным приемом повышения плодородия подзолистых почв и продуктивности растущих на них древостоев является создание смешанных лесонасаждений.

3. В условиях лесничества Бэренфельс выращивание программных типов леса обеспечивает распределение древесных пород по площади, которое больше соответствует бпоэко-логическому принципу, чем распределение современных насаждений. В настоящее время леса состоят на 93% "з ели и на 6% из лиственных пород. Программные леса предусматривают 62% хвойных и 38%'лиственных лесонасаждений.

4. Полученные на ЭВМ решения в основном совпадают с решением этого вопроса на основе сложившегося опыта. Совпадение результатов традиционного и математического решений подтверждает весомость того и другого. Применение математических методов и электронно-вычислительной техники позволяет воплотить в жизнь долголетний опыт и достижения науки и дает правильный ответ в короткий срок.

5. Решение биоэкологических задач с помощью линейного программирования помогает находить наивысшее соответствие древесных пород и условий местопроизрастания друг другу. Оценивая значение рассматриваемой проблемы, надо учесть, что повышение продуктивности древостоев является показателем высокой производительности труда в области лесовыращпвания, а производительность труда в народном хозяйстве, как отмечается в Программе КПСС, является важнейшим выражением научно-технического уровня производства.

Выводы и предложения

1. Исследования в типичных древостоях лесничества Бэренфельс показали, что они отличаются высокой величиной текущего прироста, достигая до 16 куб. м/га в 60-летнем возрасте. Уровень текущего прироста в пределах каждого типа леса зависит от фитоценотических особенностей лесонасаждения. В результате ведения хозяйства по системе форратспфле-ге в лесничестве Бэренфельс в течение десятков лет фитоцено-тические свойства лесонасаждений были улучшены. Интенсивность текущего прироста развивалась до предельно-высокого уровня, определяемого природой типов леса. Дальнейшее увеличение прироста возможно только путем изменения самих тн-

;'-'>">;.?•?? ;Ле.са> 'Т:; е- •"прнлпрмоЩ'лпЪчл6у_лучшаюии1х/.меропрнягШ1) '' •гД":."; непутем, оптимизаций состава', древесных пород! ?*/;";>'- '- ' ';--Ь •Л?]Г>2." -Решающим ♦мете6ролоп1ческ1Гм:'фа'ктором'в определении V 7:~Л5;'ДпР°ДУк'гпвности:"древост6ев ,'в. Бэренфельском;-лесничестве яв-Л/.Л.ляется средняя температура 'воздуха с; начала года- до конца . 1*~К'/?ш"'вегетационного" периода; .Закономерность выражается корре- , ];:';"«...';ляцйонным коэффициентом 0,655±0,043. В теплые годы вели- ' V .'** • -У™ прироста древесины составляет. 145%, в холодные годы — >. ;.\\\;всегоЧ9%-'от средней.многолетней величины. Сумма осадков ' Х1-\л£.~ условиях лесничества . Бэренфельс в основном достаточна '%|'/7\";;ДЛя; выращивания высокопродуктивных еловых насаждении. ;.;-: ':лНа, прирост древесины онавлияет только в. исключительно су-I..:1/ хие годы. Коэффициент корреляции между приростом древе-';?.- сины н суммой осадков вегетационного периода равен 0100сЬ "V;"; 0,073. /,.:•; ; , /V;' ':..'.';••' . •

/ vXт': . 3. Определение значения известкования почвы в биоэколо-,г к"«<: гическом аспекте показало, что оно является одним из основ-г>.' У; ных мероприятий/для мобилизации питательных элементов •(у3г'-. '.¡у,в;чистых ельниках с грубым гумусом,. В таких условиях из-;*п;";-'-.весткование лесных-почв содействует естественному возобнов- -"гУ-,"-*лению леса и повышает прирост,древесины. По нашим после-.,-•;';«->;."Дованиям в 85-летнем ельнике Ш-го бонитета в течение 15 лет V- . после известкования наблюдалось повышение прироста дре-; >1" весины на 8%. Положительное влияние/началось на второи ',

год после известкования и-ежегодно составило в среднем V;-*:,": •;0,75 куб. м/га..Известкование лесных почв следует проводить ;:/:• ф;в чистых ельниках, имеющих.мощный слой грубого г>м>са."л :;. ;,,":;; -'На других почвах"1 для сохранения плодородия почвы целесо-:' ч":, •* образно создавать1 смешанные лесонасаждения.

':"',: .;'•' 4. По расчетам на ЭВМ наиболее целесообразными типа-•/•"<-; .ми лесных культур в Бэренфельском лесничестве следует ',;v.'г''; признать в благоприятных условиях местопроизрастания чи-;^/;^'ЛсТие лесонасаждения из дугласии или бука, в средних — сме-./*,. •', -шанные леса с составом 8Е2Бе или 7ЕЗБк, в неблагоприятных ;,*-";., «условиях местопроизрастания;—смешанные древостой с со-vf".'..,'-ставом 7ЕЗБкгили-;6Е4С.; Их" продуктивность определяется •> 'Л'Л*(;>" средним приростом в благоприятных условиях местопроизра-, • • стания— 14 куб. м/га, в средних —8 куб. м/га, в неблагопри-;-л'-'::. : ятных — 5 куб: м/га;:Решение ЭВМ мы не рассматриваем как ;'/\1.." догму, а как. советующий материал. Преобразование лесов 'У~'; :-'>".- в соответствии с выработанной нами программой не может "жг; .быть достигнуто разовой; заменой.,имеющихся лесонасажде-•;*. • £ ; кий заново. Речь идёт о;/том,, чтобы каждое мероприятие — /•:..,; "лесные культуры, рубгаг ухода и т. д.;—проводимое в очеред-.;• ";. V ном году, было ориентировано на программные леса будущего. Л,•-;!";'• 5. Рассчитанные на ЭВМ оптимальные типы лесонасажде- -",,м,- • нид по катег0рИЯМ*условий местопроизрастания в лесничестве

г лБэренфельс-обеспе.чивают.поднятие прироста в.целом на'23%'.Ь.Ь'; ,,г: Решая задачи 'только на чистый доход, повышение, прироста' ' :." г, стало бы. более значительным; Но в горных условиях необхо- <"• ..5 » димо сочетание'высокой продуктивности с устойчивостью'лесо-.7 • «насаждений потому, что чистые ельники в прошлом часто/под- ';'-,; v вёргались ветровалу. Экономичность ориентировки на про- ' V-граммные леса будущего определяется в следующих цифрах: :•" • ;.V;: Прирост в настоящее время составляет в среднем 6,8 куб. м/га. , При создании программных лесов он увеличивается переднем до 8,8 куб. м/га. Учитывая действующие корневше цены и рас-qX .ходы на лесовыращивание и заготовку древесины, ежегодное л

♦ ..повышение чистого дохода составляет 90 марок на гектар. ;','•'

Vм. ♦.!;•' Материалы диссертации опубликованы в следующих '

>• \ работах автора •

..♦ 1. «Состояние лесов Бэренфельского лесничества Герман--. !.ской Демократической Республики и ведение в них хозяйства»,

* .'1959, М., МЛТИ. Сборник студенческих научно-технических ',': работ, стр. 48—52.

';':,*-;2. «Известкование почв — средство повышения производи -.'тельности еловых насаждений», 1964, М., Лесное хозяйство, .

' №7, стр. 95—96. -*У« % 3. «Erfahrungen bei der Begründung von Nesterkulturen». v. \: "1959, Berlin, Archiv fur Forstwesen, Seite 1017—1035.

4. «Durchmesserermittlung durch Umfangmessung oder Kluppung». 1959, Dresden Wissenschaftliche Zeitschrift der .' ' Technischen Hochschule Heft, 4, Seite 927—928. "".' ' ;•: 5. «Die Wirkung einer vor zwanzig Jahren durchgeführten /J Bestandeskalkung». 1960, Dippoldiswalde Der grime Kreis

;<-Nr. 18, Seite 6/11. '.♦!>".;•' 6. «Ergebnisse eines Kalkungsversuches in der Oberforsterei . "'.., ; .N Biirenfels». 1961, Berlin, Archiv fur Forstwesen, Heft 8, Seite V 853—871.

. •.. 7. «Die Forstwirtschaft der Deutschen Demokratischen :,Republik». 1965, Berlin, Handbuch der DDR, Seite 417—121.

Зигфрид Фрей

Объем 1 п. л. Заказ 287. Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева . 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44