Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Принципы совершенствования оценки лесных ресурсов, ведения хозяйства и лесопользования в Казахстане

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

Автореферат диссертации по теме "Принципы совершенствования оценки лесных ресурсов, ведения хозяйства и лесопользования в Казахстане"



л*-

/ Ь

#

NN

«V

На правах рукописи

ГУРСКИЙ АНАТОЛИЙ АКИМОВИЧ

ПРИНЦИПЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОЦЕНКИ ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ, ВЕДЕНИЯ ХОЗЯЙСТВА И ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЗАХСТАНЕ

06.03.03. Лесоведение, лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Екатеринбург,. 1997

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательском институте лесного хозяйства и агролесомелиорации Национального академического центра аграрных исследований Республики Казахстан

Научный консультант - академик АН РК С.Б.Байзаков

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор биологических наук, академик РАН П.Л.Горчаковский доктор биологических наук, профессор В.В.Кузьмичев доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.А.Усольцев

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - СВЕРДЛОВСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЛЕСАМИ

Защита состоится " 25" декабря 1997г. в 10 00 час. на заседании диссертационного Совета Д.063.35.01 при Уральской государственной лесотехнической академии по адресу: 620032, г.Екатеринбург, Сибирский тракт, 3?.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской государственной лесотехнической академии

Автореферат разослан "_" ноября 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета, -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

С.В.ЗАЛЕСОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Глобальное экологическое значение лесов общеизвестно, однако их современное состояние во многих регионах неудовлетворительное. Они испытывают существенное отрицательное воздействие антропогенного, пирогенного и других факторов. Вмешательство человека в саморегулирующиеся процессы в лесу нарушает естественные закономерности их течения,что требует особого подхода при решении задач по использованию и воспроизводству всего многообразия лесных ресурсов. Однако многоцелевое пользование лесами полностью не реализовано, поскольку в хозяйственный оборот а первую очередь включались древесные ресурсы. Как следствие этого в ряде регионов Казахстана ухудшились возрастная структура и качественный состав лесного фонда. Оказалась нерешенной проблема прогноза рационального лесопользования, естественного воспроизводства лесов и платы за пользование лесными ресурсами. Поэтому назрела необходимость в оценке современного состояния лесов и разработки комплекса мер по совершенствовании ведения хозяйства в них, включающих неотложные задачи рационального использования земель, формирования оптимальной структуры древостоев и лесного фонда, повышения продуктивности, сохранения устойчивости и средообразующей роли лесных ценовое. Успешность реиений этих вопросов предопределяется уровнем их научной обоснованности, базирующейся на количественной и качественной оценке лесных ресурсов, экологически допустимых нормах возможного лесопользования, закономерностях возникновения, формирования, роста и строения насаждений, а также на познании происходящих в лесах сукцессий.

Цель и задачи исследований. Главная цель - разработать систему мер н нормативно-методические основы совершенствования ведения лесного хозяйства на принципах- многоцелевого использования и естественного воспроизводства лесных ресурсов. Это достигалось решением следующих задач:

- анализом современного состояния леоов, использования лесных ресурсов и земель лесного фонда;

- выявлением и оценкой типов возрастной структуры, возможностей определения возраста древостоев и деревьев без их рубки, цикличности в приросте и естественном воспроизводстве лесов;

- уточнением существующих и разработкой новых методов и нормативов по количественной, качественной оценке лесных ресурсов и продуктивности древостоев;

- разработкой методических основ построения взаимосвязанной системы моделирования роста, динамики строения и качественной структуры древостоев;

- разработкой предложений по улучшению состояния лесов и совершенствовании ведения хозяйства на принципах организации рационального лесопользования.

Научная новизна. Впервые по республике и отдельным регионам наиболее полно показана динамика я возрастная структура лесного фонда (1961-1993 гг.) и определены основные тенденции изменения среднетаксационных характеристик лесов, их взаимосвязь с основной лесохозяйственной деятельностью. Для сосняков предложены: принципы таксации древостоев различной возрастной структуры и дана их лесоводственно-экономическая оценка; методы определения возраста сосны по таксационным и морфологическим признакам. Выявлена цикличность в радиальном приросте сосны ленточных боров, фаз естественного воспроизводства лесов и пирологической обстановки. Изучена форма и полнодревесность стволов и на этой основе разработана целостная система нормативно-методической базы количественной и качественной оценки древесного запаса сосняков ленточных боров, тополевых и ветловых древостоев поймы р. Урал. Разработаны методические основы составления унифицированных нормативов для оценки ресурсов побочных пользований. Предложены и реализованы методы сопряженного изучения роста, строения и качественной структуры древостоев. Получены новые данные о типах роста сосняков и на примере Щучинско-Боровского лесного массива разработаны методы оценки продуктивности древостоев сосны по свойствам почв. Даны принципы научного обоснования рубок ухода в культурах сосны ленточных боров и внесены предложения по совершенствованию способов главных рубок в сосняках, дифференцированной системе возрастов рубок в лесах Северного и Восточного Казахстана. Разработаны и апробированы методы и комплекс программ прогнозных расчетов на ПЭВМ размера главного пользования, предложен и апробирован способ составления лесных такс на древесину, отпус-

каемуо на корню в современных условиях.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждается многолетними исследованиями в разных регионах Казахстана, большим количеством экспериментального материала, его обработкой на ЭВМ с применением ыатематико-статистнческих методов, в т.ч. множественного регрессионного анализа. Объективность оценки полученных результатов основана на сравнительном анализе статистических критериев.

Практическая значимость и реализация исследований. Разработана и внедрена в практику лесоустроительного проектирования и ведения лесного хозяйства целостная нормативно-методическая база для оценки древесного запаса сосняков ленточных боров и лесов поймы р. Урал ("Нормативы для таксации лесов Казахстана" ч. I, кн. I и 2, 1987; "Сортиментные и товарные таблицы для лесов Казахстана", 1987). Результаты исследований вошли составной частьо в технические указания - "Рубки ухода в молодня-ках искусственного происхождения Северного Казахстана" (1977), "Правила рубок главного пользования в равнинных лесах и лесах Казахского мелкосопочника Республики Казахстан"(1995)'Основные положения и системы ведения лесного хозяйства..." Павлодарской (1979, 1990), Семипалатинской (1980, 1991), Восточно-Казахстанской (1989) и Уральской (1992) областей и др.

Разработанные "Предложения по обоснованию оптимальных возрастов рубки", "Нормативы по оценке запаса почек сосны и березы" и "Методические основы по совершенствованию расчета размера главного пользования" (1995), "Лесные таксы на древесину, отпускаемую на корню, в лесах Республики Казахстан" (1996) рекомендованы Комитету лесного и охотничьего хозяйства МСХ для практического использования.

Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены на республиканских (Щучинск, 1970; 1973; 1980; 1983; Иваново-Фра-нковск, 1990; Боровое, 1993; Кокшетау, 1994, 1996) и междуна-' родных научных конференциях (Караганда, 1994; Акмола, 1995;Ал-маты, 1996), а также на совещаниях и семинарах различного уровня..

Работы авторы отмечены бронзовой медалью (1972), поощрительной премией Госкомлеса СССР (1991),а сам он являлся участ-

ником научной экспедиции Госкомлеса СССР по Казахстану (1990).

Личное участие автора заключается в постановке проблемы, разработке методических положений и выполнении основных видов работ по сбору, обработке и анализу экспериментального материала, апробации и внедрению законченных НИР. В работе обобщены исследования автора, проведенные в системе КазНИИЖА (1966 -1976; 1981 - 1996) согласно темплану НИР.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 76 печатных работах, в том числе в 3-х нормативных книгах и монографии.

I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЛЕСОВ КАЗАХСТАНА

По имеющимся сведениям (Гудочкин, Чабан, 1958; Грибанов, i960; Гудочкин, Михайленко, Степанов, 1968; Грибанов, Лагов, 1970; и др.), данным лесоустройства и учета лесного фонда (1949-1993 гг.), исследованиями автора в разделе кратко дано описание и охарактеризовано современное состояние лесов, приведены данные о динамике лесного фонда, состоянии и проблемам использования и воспроизводства лесных ресурсов в республике. Отмечено, что Казахстан характеризуется низкой лесистостью территории (3,8%), разнообразием природных условий и видовым составом древесной и кустарниковой растительности.

Из общей площади лесного фонда по состоянию на 01.01.93г. (24, 56 млн. га) 97,5% находится в ведении органов лесного хозяйства PK, из которых - 42,8% составляют покрытые лесом земли. Более половины (55,6%) площадей передано в долгосрочное пользование. В структуре покрытых лесом земель хвойные породы занимают площадь 31,9%, твердолиственные (преимущественно саксаульники) - 24,3%, мягколиственные - 24,2%, прочие древесные породы и кустарники - 19,6%. Продуктивность лесов республики характеризуется средним бонитетом III, средней полнотой 0,54 и средним запасом эксплуатационного фонда 81 м3/га.

Положительным сдвигом в качественном составе лесного фонда за I96I-I993 гг. являлось увеличение площадей, занятых сосной (+70%), елью (+17%) и кедром (+49%), а отрицательным - уменьшение площадей насаждений из пихты (-21%), лиственницы (-10%) и саксаула (-23%). Обращает внимание факт увеличения площадей

эрезняков (+31/5), осинников и кустарников (+5056), которыми, ак правило, зарастает часть вырубок хозяйственно денных пород, ги изменения вызваны системой факторов хозяйственного порядка, нологическиии особенностями древесных пород, рядом экологичес-их условий и в значительной мере также предопределены лесными окарада.

В лесах, без учета переданных в долгосрочное пользование, динамике лесного фонда происходят более позитивные изменения, пределены также факторы и причины ухудшения состояния лесов пс егионам республики. Среди них как наиболее существенный момент ыделено отсутствие стратегии лесопользования и развития лесопе срабатывающих производств, его научного обоснования.

Установлено, что возрастная структура лесного фонда по ре-ионаи крайне неравномерна и ее деформация проявляется при чрвеерной эксплуатации лесов (например, доля спелого соснового ле-а снижается до критического уровня, т.е. в 3-4 раза ниже нора) и когда ресурсы спелой древесины осваиваются ниже расчетно-■о размера, что приводит к накоплении старовозрастных насажде-мй с пониженной возобновительной способностью (березняки,осин-(ики). Доказано, что установленный в республике до 1990 г. го-щчный объем главных рубок в 3,5 млн. куб. м по корневому запа-:у был явно завышенным.

Акцентируется, что в лесах республики кроме сенокошения и >астьбы скота, возможна организованная целенаправленная заголовка многих видов лекарственного и технического сырья, плодов, {год, грибов и других продуктов леса, запасы которых использу-этея не более чем на 15%. Кроме того, определены общие направ-тения по рациональному использовании земель лесного фонда и 5олее эффективному ведении лесного хозяйства в целом.

Все затронутые в разделе вопросы наиболее полно нами осве-цены в монографии "Леса и лесное хозяйство Казахстана" (Байза-¡сов, Гурский и др., 1996).

Е. МЕТОДИКА И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исходя из анализа современного состояния лесов Казахстана определены следующие направления исследований:

- анализ возрастной структуры и цикличности воспроизводства лесов;

- совершенствование методов учета и оценки лесных ресурсов;

- моделирование роста и динамики строения древостоев;

- разработка принципов оценки продуктивности древостоев;

- обоснование системы рационального лесопользования.

В целях выполнения программы работ по ряду направлений исследования проводились с применением метода пробных площадей. Закладка пробных площадей (п.п.), отбор и обмер модельных и учетных деревьев, их обработка проводилась в соответствии с общепринятыми в лесной таксации положениями. В порядке дополнительной информации использовались характеристики глазомерной таксации выделов, а также другие данные материалов лесоустройства и учета лесного фоцаа.

Возрастная структура сосняков изучалась согласно указаний И.В.Семечкина (1963, 1967 и др.), их экономическая оценка -по методике ВНШШГ. (1985).

Дендрохронологические образцы отбирались на пробах, вкло-ченных в работу согласно методики Т.Т.Битвинскаса (1974). Форма и полнодревесность стволов исследовались по методике В.К.Захарова (1961). В составлении сортиыентных таблиц использовались работы П.В.Горского (1962), В.К.Захарова (1961), Н.П.Ану-чина (1971) и др., а также общесоюзные требования (1976,1977). Общая фитомасса травянистой растительности и отдельных видов определялась на учетных площадках размером 0,5x0,5 м, ягод -1x1 м в количестве не менее 10 шт. на пробной площади.

При исследовании роста насаждений использованы принципы статистического метода, дополненные методическими положениями А.Г.Мошкалева (1957), Ф.Д.Корсуня (1967), Н.Н.Свалова (1979). Строение древостоев изучено с учетом методических разработок А.А.Макаренко (1967, 1970) при использовании системы кривых Пирсона (Митропольский, 1952, 1971), а также редукционных чисел А.Шиффеля (Анучин, 1971). Пробные площади на рубки ухода заложены применительно к методике Н.П.Георгиевского (1953). Лесоводственно-экологические исследования под воздействием рубок проведены по методикам А.В.Побединского (1966), В.А.Алексеева (1968). В расчетах экономической спелости использованы методы, изложенные в работах Н.А.Моисеева (1974), А.Д.Янушко

(1990) и др.

В работе обобщены материалы 20 постоянных пробных площадей, более чем 200 временных п.п. (в т.ч. 15 п.п. со сплошной рубкой деревьев сосны) с модельными и учетными деревьями в количества свдае 8 тыс. тт. Свойства почв определены по 52 разрезам. Кроме того, выполнено множество разовых замеров по другим видам работ.

Обработка экспериментального материала проведена, в основ ном, на ЭВМ "Минск 22" и ПЭВМ с применением методов математической статистики (Митропольский, 1952, 1971; Урбах, 1964;Пло-хинский, 1970).

3. ВОЗРАСТНАЯ СТРУКТУРА ЛЕСОВ

Изучение природы разновозрастных лесов, выявление процессов и закономерностей их формирования позволяет определить принципы их таксации, рекомендовать производству более совершенные способы рубки леса и оптимизировать режимы ведения хозяйства с учетом приоритетности древостоев разного возрастного строения (Гусев, 1964; Фалалеев, 1964; Побединский, 1965,1968; Шанин, 1965; Семечкин, 1963, 1967; Верхунов, 1975, 1980; Столяров, Кузнецова, 1979; Свалов, 1979;и др.).

Хвойные леса Казахстана характеризуются различными типами возрастной структуры древостоев (Грибанов, 1965; Бирюков,1970; Харитонов, 1971; Токарев, 1973; Гурскнй, 1974; Макаренко,1975; Высоцкий, 1979). Сосновые леса разделяются на одновозрастные, условно разновозрастные и разновозрастные, но их соотношение в лесном фонде по регионам различно. Это обусловлено особенностями естественного возобновления, лесными пожарами и проводившимися рубками леса.

Расположение деревьев по площади обуславливает разделение древостоев на группово-, группово-куртинно и куртинно-разно-возрастные, состоящие из 2-х, реже 3-х, а иногда 4-х поколений леса. По структуре они могут быть от относительно "простых'1, состоящих из хорошо обособленных поколений (ступенчато-разновозрастные) до более "сложных", когда распределения деревьев по возрасту и размерам трансгрессивны.

Доля разновозрастных сосняков увеличивается с ухудшением лесорастительных условий (островные боры - 3,2%, мелкосопочник - 6,3%, ленточные боры - 29%) и повышением их возраста. В раз-

новозрастных древостоях между возрастом и размерами деревьев существуют взаимосвязи, по которым можно определить степень их разновоэрастности (Семечкин, 1963, 1967; Гурский, 1980; Маркив, Питикин, 1986), средний возраст деревьев (Шанин, 1965; и др.) и поколений леса (Данилин, 1974; и др.) или расчленить древостой на возрастные группы (Шавнин, 1959). Однако даже в пределах одного типа леса связь между возрастом и толщиной деревьев бывает различной и ее нужно устанавливать применительно к уровням продуктивности старших поколений леса. При этом имеющиеся несоответствия устраняются разработанным нами индексным методом определения возраста совокупностей деревьев по ступеням толщины.

Пользование таблицами индексов предусматривает натурное определение возраста деревьев в ступени близкой к средней, либо использование установленных взаимосвязей изменения возраста поколений леса от их среднего диаметра, которые в пределах класса бонитета по рассматриваемым регионам дают незначительные (до 5%) отклонения.

Наиболее подходящим оказался метод определения возраста (А) деревьев по диаметру (4) и высоте (ь) в пределах групп полноты (протяженности крон в древостоях пройденных рубками), который представлен двумя уравнениями: для полноты 0,5 и ниже (протяженность крон более 60%)

А = 28,4 + 6,29а + 0,01629Ь - 0,16^3сШ + 0,00002(аь)2; (I)

для полноты 0,7 и выше (протяженность крон менее 60%)

А=29,7+5,58<1-0,06227й2+0,00036й5+8?, 2: Ь-2691,0: Ь2-0,0397 2с1Ь,(2)

В вопросах изыскания способов определения возраста деревьев часто используются морфологические признаки (Побединский, 1965; Семечкина, 1965; Шавнин, 1967; Дыренков, 1970; и др.). Для сосны ленточных боров наиболее информативными признаками оказались строение и цвет коры в нижней части ствола, а также форма кроны, по которым даны придержки для отнесения ее к разным возрастным группам (до 60; 61-90; 110-140; 145 лет и более)

Разновозрастные сосняки с группово-куртинным расположением деревьев менее продуктивны (13-15%) и менее обеспечены подростом (10-15%), чем одновозрастные (табл. I).

Таблица I. Распределение сосняков спелого и старшего возраста по обеспеченности подростом в ленточных борах, %

Типы возрастной структуры

Полнота

Подрост, тыс.шт./га

Всего

до 5 : 5,1-9 : 9,1 и | более

86 4 10 100

77 14 9 100

42 10 48 100

41 21 38 100

60 12 28 100

60 15 25 100

>дновозрастные 'аэновозрастные

)дновозрастные 'аэновозрастные

)дновозрастные 'аэновозрастные

0,1-0,2

0,3-0,5

0,6 и выше

Установлено, что между ними нет различий по некоторым вод-ю-физическим свойствам почвы, мощности и запасу подстилки, вы-:оду деловой древесины, но в разновозрастных сосняках отмечено феобладание более крупных сортиментов. Проценты текущего изме-¡ения запаса поколений и элементов леса при равной полноте име-)т сходство с 80 лет. Поэтому нормативы прироста должны быть шфференцированы по типам возрастной структуры и полноте древо-;тоев. Некоторое преимущество одновозрастных сосняков при эко-юыической оценке (+5%) проявляется в комплексе мероприятий : зубка-восстановление-формирование древостоев-рубка сформировавшегося древостоя. Следовательно, приоритетность в выращивании )дновозрастных или разновозрастных древостоев должна устанавливаться по комплексу оценок. На этом принципе предложено выращи-зать одновозрастные или разновозрастные древостой в лесах различного целевого назначения. Экономическая эффективность от замены части разновозрастных сосняков до оптимального уровня в эксплуатационном фонде ленточных боров вполне очевидна.

Возрастная структура древостоя в значительной мере также эбуславливается циклическими колебаниями климата (Комин, 1978; л др.). Это заметно из динамики радиального прироста сосняков ленточных боров Прииртышья. При том каждый цикл имеет разную алительность в зависимости от степени увлажнения местообитания.

Между индексами прироста и атмосферными осадками выявлена высокая по тесноте корреляционная зависимость. Это позволило выявить влажные и сухие климатические фазы (Оленин, Гурский, 1985). Цикличность и составленная на ее базе дендрошкала явля-

ется основой изучения динамики возникновения, роста и развития сосняков. Но для выяснения полной картины естественного возобновления, протекающего в целом практически беспрерывно, но с большей или меньшей интенсивностью (взрывами) в отдельные пери' оды, важно знать фазы естественного воспроизводства лесов, т.е. периоды возникновения совокупностей древостоев, которые определяются по хронологическому ряду числа сохранившихся деревьев с учтенным возрастом на всех пробных площадях.

Периоды естественного воспроизводства (благоприятные, неблагоприятные) не всегда совпадают с климатическими фазами.установленными по индексам радиального прироста, имея сдвиг по отдельным периодам до 4-х лет. Тем не менее нам удалось с учетом имеющихся данных прогноза радиального прироста сосны (Оленин, Мазепа, 1988; Пугачев, 1988) и фаз увлажненности (Комин, 1978) в первом приближении установить благоприятные и неблагоприятные периоды в воспроизводстве сосняков (гг.) :

периоды ленточные боры Северный Казахстан

благоприятные 1987-2001 1991-1996;2002-2006

неблагоприятные 2002-2012 1997-2001

Другим направлением использования цикличности прироста древесных пород на практике является прогноз пожарной опасности, поскольку количество загораний на определенной площади лесов находится в тесной обратной зависимости от значений индексов радиального прироста. На примере этих факторов нами достаточно подробно обосновывается необходимость разработки более гибкой, дифференцированной системы хозмероприятий применительно к климатическим фазам, направленных на более эффективное использование и сохранение лесов.

4. ОСОБЕННОСТИ УЧЕТА И ОЦЕНКИ ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ

Данный раздел посвящен разработке системы нормативов для оценки насаждений, которые увязаны как с общими, так и с региональными особенностями их роста и формирования.

Форма и полнодревесность стволов. Начиная с работ А.Шиффе-ля (1898-1908) и М.Е.Ткаченко и до настоящего времени о взаимосвязи формы стволов и таксационных признаков деревьев и древо-стоев, а также составления общих или региональных лесотаксаци-

онных нормативов единого мнения не выработано (Захаров, 1955; Матвеев-Мотин, 1960; Головачев, 1966; Гурский, 1970; Ипатов, 1970; Моисеев, 1971; Макаренко, 1976; Мошкалев, и др., 1982; Кофман, 1986; и др.). Нет общего мнения и по выбору показателей, наиболее объективно характеризующих форму и полнодревес-ность стволов.

Установлено, что изменчивостьи*п (6-1155) в 2-3 раза ниже, чем д2и ±. Кроме того qz и £зависят от среднего диаметра, возраста и, особенно, высоты древостоев (г=-0,44-0,71; Ч=0,57-0,97). Поэтому для характеристики формы и полнодревес-ности стволов целесообразно использовать относительные числа сбега и нормальное видовое число (£п). Наши данные подтвердили, что в зависимости от полноты, возраста, типа возрастного строения характер и теснота связи между формой, полнодревесностью стволов и размерами деревьев для отдельных древостоев могут быть разными. В одновозрастннх молодняках и средневозрастных древостоях высокой полноты форма стволов практически не зависит от размера деревьев. Неустойчивость формы и полнодревес-ности стволов отмечена лишь в чрезмерно густых и редких древостоях.

С увеличением возраста, полнодревесность стволов несколько повышается: в 25 лет ^»=0,509+0,008, в 45 лет га=0,516 и в 65 лет ^=0,524+0,005. Не обнаружено различий в полнодревес-ности стволов у древостоев с разным типом возрастной структуры (в одновозрастных ^«0,481+0,005, в условно разновозрастных Г =>0,473+0,005, в разновозрастных ^=0,478+0,005). Однако в разновозрастных древостоях отмечено некоторое улучшение формы стволов с повышением возраста поколений.

Основным фактором, влияющим на форму и полнодревесность стволов является полнота древостоев (длягпг=0,60+0,14;V =0,85+ +0,06). Поэтому средние значения формы и полнодревесности стволов выведены для следующих категорий древостоев: спелые средне-полнотные; молодняки, средневозрастные высокой и низкой полноты; культуры высокой полноты; редины длительного периода формирования.

Формирование стволов в коре и без коры в различных категориях насаждений проходит неодинаково. Полнодревесность стволов в высокополнотных древостоях в коре и без коры выше, чем . в низкополнотных, соответственно на 7,4% и 6,2% ( Ъ>3).

В рединах, по сравнению со спелыми модальными древостоями средней полноты, хп значительно меньше, в корена 12,1$, без коры - на 13$. Стволы без коры всегда полнодревеснее на 7-9$, чем в коре, что объясняется различиями в сбеге коры и ствола без коры.

Снижение полнодревесности стволов с уменьшением полноты обусловлено большим наращиванием древесины кроны. Поэтому гипотезу единства средней формы стволов древесных пород (Захаров, 1955 и др.) следует рассматривать как частный случай общих закономерностей их формообразования.

Индексы сбега и относительные объемы стволов в коре и объема коры по относительным высотам древостоев разной полноты использованы нами для разработки менее трудоемких способов определения объема деревьев, их частей при рациональном раскрое, в исследованиях прироста деревьев. В целях повышения выхода деловой древесины разделку хлыстов на сортименты предложено проводить по 3-м градациям (3,5; 4,5; 5,5 м) с учетом установленного соотношения между протяженности напенной гнили и ее диаметром на пне.

Учет и оценка древесного запаса. Установлено, что стандартные таблицы сумм площадей сечений и запасов древостоев при полноте 1,0 должны дифференцироваться по их происхождению, поскольку их показатели в искусственных ценозах при равных высотах на 9-26% выше, чем в естественных. В естественно сформировавшихся древостоях с полнотой менее 1,0 корневой запас, определяемый по стандартным таблицам, систематически завышается (до 20%). Это связано со снижением полнодревесности стволов. Поэтому необходимо пользоваться нижеприведенными поправочными коэффициентами (К ) :

полнота 1,0-0,8 0,7-0,5 0,4-0,3 0,2-0,1

протяженность кронД до 50 51-60 61-70 76 и более

К 1,00-0,78 0,68-0,46 0,36-0,26 0,17-0,06

Объемные и сортиментные таблицы лучше составлять по группам полноты, как это было предусмотрено А.А.Нроденером (1910), М.М.Орловым и Б.А.Шустовым (1912) или по группам протяженности крон, что позволяет более точно учитывать древесный запас и его размерно - качественную структуру.

Однако они могут быть и едиными, если высота древостоев коррелирует с полнотой, т.е. когда указанная закономерность будет отражать состояние лесного фонда, для которого составляются нормативы. На этом принципе нами построены сортиментные и товарные таблицы для сосняков ленточных боров, которые отражают снижение выхода деловой древесины с понижением полноты и разряда высот древостоев. При снижении полноты древостоев с 1,0 до 0,3 выход деловой древесины уменьшается на 18%. Редины длительного периода формирования и единично растущие деревья в насаждениях, сформировавшиеся по типу отдельно растущих деревьев, следает рассматривать как особый объект таксации леса, для которых составлены отдельные сортиментные (по типу "массовых") и товарные таблицы. Обьекы стволов в коре для них определены по уравнению :

V = о,ооб(^709ёгь + о,4-3?44йг о,г71&гс>5й2ь, (з) где а - диаметр на 1,3 м (м), Ь - высота (м). Фактор полноты необходимо также учитывать при составлении объемных таблиц для молодняков и средневозрастных древостоев.

Для выявления региональных и общих особенностей качественной структуры деревьев и древостоев предложено использовать многомерные модели по определяющим ее признакам (диаметр, высота, возраст, протяженность крон). Товарные таблицы составлены для 3-х уровней деловых стволов и отражают закономерности изменения размерно-качественной структуры древесного запаса в зависимости от диаметра, высоты и полноты древостоев.

Анализ формы стволов и товарной структуры сосняков разных регионов показал, что в принципе для каждой породы в пределах Казахстана могут быть разработаны единые объемные и сортиментные таблицы по группам полноты (протяженности крон) древостоев. Для товаризации лесосечного фонда в зонах интенсивного ведения хозяйства или отдельных участков леса при передаче их в аренду необходимо иметь товарные таблицы с более дробным уровнем по деловой древесине (10-15%), чем действующий (хвойные 3 класса товарности, лиственные - 4). В этих целях предложено использовать зависимости выхода деловой древесины от количества деловых стволов (при равной доле дровяных деревьев по ступеням толщины, например, у ветлы и тополя) или от их доли, определяемой через площадь сечений при любом количестве и типе распределения

дровяных стволов.

Уровень размерно-качественной структуры древостоев зависит от их продуктивности, полноты и возраста. Однако в пойменных лесах в отличие от других, произрастающих в относительно стабильных эдафических условиях, вариабильность качественной структуры древостоев намного выше. Это связано с тем, что в беспаводковые периоды в древостоях из ветлы и тополя резко увеличивается количество усыхающих деревьев (до 50%). При этом товарная структура на видовом уровне (тополь белый и черный) при одинаковых таксационных признаках древостоев существенных различий не имеет.

Учет и оценка недревесных ресурсов в республике рассматривались преимущественно в плане составления нормативов фито-массы (Усольцев, 1985, 1988; Макаренко и др., 1987) или выявления лекарственного, технического сырья и пищевых продуктов леса. При этом использовались традиционные и весьма трудоемкие методы, в связи с чем исследования велись лишь по отдельным регионам в местах их наибольшей концентрации (Чудинов, 1961; Синицын, 1982; Кукенов, 1989; и др.).

Методы оценки массы почек березы и сосны в культурах разработаны для перечислительной таксации и установления их биопродуктивности в динамике. Масса почек Шп.г) рассматривалась как функция от диаметра (4), высоты (Ь) и протяженности крон ( 1 ф ) в долях от высоты деревьев по 3-м группам протяженности крон согласно уравнениям :

для березы М^ = 4,0 + о.ООЮгСй.Ь)2 + 1,21404 . Ыф ; (4)

для сосны МС = 14,5 + 1,40365 * А . Ь , . (5)

Точность учета массы почек с 50 деревьев составляет +7%, со 100 - до +4%.

Динамика массы почек в древостоях устанавливалась по возрастным рядам распределения числа деревьев с использованием уравнений (4 и 5) и по соотношению доли почек от массы живых ветвей (береза) и хвои (сосна) с использованием данных о динамике фитоыассы крон (Усольцев, 1988; Макаренко, 1987).

Одновременно на примере лесов Щучинско-Боровского региона нами отработаны менее трудоемкие нормативные методы оценки общей надземной фктомассы травяного покрова, в т.ч. лекарствен-

ных (тимьян ползучий, тысячелистник обыкновенный, кошачья лапка и др.), пищевых (земляника лесная и зеленая, костяника и др.) и кормовых растений (вейник надземный, коротконожка перистая и др.) с учетом имеющихся методических подходов (Бурак, 1984; Фалалеев, Палкин, 1984; Бочаров и др., 1986; и др.).

Местами наибольшей концентрации лекарственных, пищевых и кормовых растений являются прогалины и поляны. С повышением полноты насаждений снижается проективное покрытие и запас надземной фитомассы травяного покрова. Запас доминирующих видов может определяться непосредственно через проективное покрытие и полноту насаждений, либо по расчетной доле их участия в общей фитомассе по условиям произрастания.

Общая надземная фитомасса травяного покрова об!Ц

о 1

г/и ) в свежих и сухих сосняках определена по уравнению: мтр.0бщ. = 1,16 :[{е*р(2,7097 + 0,00078 : Xj- 0,265431 In^) + + 1} х(0,0052 - 0,00263 i Х2+ 0,00355 1п2Х2) г]. (б)

Для очень сухих и влажных условий вводятся понижающие и повышающие коэффициенты.

Аналогичный путей разработаны нормативы урожайности дикорастущих ягодников для свежих и сухих условий, приведены данные о запасах наиболее распространенных видов побочных лесных ресурсов (лекарственных растений, ягод, грибов и др.). Разработанные нормативные методы рекомендуются к использованию при оценке ресурсов побочных пользований.

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА И ДИНАМИКИ СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ

Исследования роста и строения древостоев осуществляются разными методами (Анучин, 1977; Свалов, 1979; и др.), включая систему множественных регрессионных моделей (Кузьмичев, 197?; и др.). До сих пор дискуссионным является также выбор классификационных основ при изучении хода роста древостоев типов леса или классов бонитета (Третьяков, 1937; Тюрин, 1931; и др.).

На примере сомкнутых одновозрастных сосняков, возникших преимущественно на сплошных вырубках и гарях ленточных боров, изложены принципы сопряженного подхода в исследовании роста, динамики строения и товарной структуры древостоев с использованием парных связей.

Исследованиями установлено, что даже в одном типе леса древостой значительно различаются по продуктивности, в то время как характер роста деревьев высших рангов по типам леса почти идентичен. Поэтому на основе массовых материалов глазомерной таксации и данных пробных площадей найдено уравнение,отображающее усредненный рост местных сосняков в индексах высот ( 1ц) по модулю в 100-летнем возрасте (А) :

-~-Г' С7)

1301,852 - 3,827?4 • А + 0,908094 *А

По индексам высот и высоте в возрасте 100 лет, заимствованной, с целью унификации, из стандартных бонитетных шкал БНИИЛМ (Загреев, 1971), составлена шкала роста древостоев по их средней высоте и возрасту, которая явилась основой в качестве отбора проб для дальнейших расчетов. Средние диаметры,суммы площадей сечений и запасы по классам высоты также определены по связи с возрастом (Корсунь, 1967). Все остальные показатели таблиц хода роста (ТХР) расчитаны общепринятыми в таксации методами.

Рост исследуемых древостоев сосны по средней высоте отличается от сосняков других регионов Казахстана (Макаренко ,1980) и закономерностей, предусмотренных в дифференцированной бони-тетной шкале К.Е.Никитина (1966) и типах роста, предложенных В.В.Загреевым (1971). До 100 лет они характеризуются ускоренным приростом в высоту (восходящий тип роста), а в более старших возрастах темп прироста снижается.

Изучение строения древостоев следует проводить, как это рекомендовано М.М.Орловым (1927), Н.В.Третьяковым (1927) и Н.С.Нестеровым (1960) для всей совокупности деревьев (растущих) без выделения какой-либо его составной части, но в соответствии с возрастной динамикой средних диаметров и высот древостоев ТХР.

Подтверждена точка зрения ряда исследователей (Никитин, 1966; Макаренко, 1966; Бурневский, 1968; Дитрих, 1970; Дырен-ков, 1973; и др.) об универсальности семейства кривых Пирсона для аппроксимации распределений деревьев по их размерам.

Дисперсионный анализ статистик рядов распределения по толщине показал, что на значения третьего (г^) и четвертого

моментов ) существенное влияние оказывает возраст древостоев. Влияние бонитета статистически не доказывается, что согласуется с данными Н.Н.Свалова (1973). Связь между и возрастом до 50 лет параболическая, с 60 - линейная. _

Между статистиками и среднеарифметическим диаметром (X) древостоев также существует тесная зависимость. В среднепол-нотных сосняках эти связи достаточно хорошо аппроксимируются полин£мами до 4-ой степени. Теснота связи г, с г^ выше, чем г^ и X. Однако в целях согласованности математических расчетов значения статистик распределений, аналогично как и показатели ТХР, целесообразно определять по связям с возрастом древостоев раздельно, либо г^ находить через г^ .

Методически строение по высоте изучается так же как и по диаметру, но с учетом относительной длины ряда распределения (1 ).

Дальнейшие математические расчеты позволили установить динамическую и дополняющую ТХР систему нормативной базы строения исследуемых сосняков: ряды распределений числа стволов по классам толщины и высоты; редукционные числа по диаметру и высоте; ряды распределения сумм площадей сечений и запасов по ступеням толщины; соотношение диаметров и высот. Динамика роста и строения древостоев фрагментарно отражена в таблице 2.

Показатели рядов распределений отражают процессы, происходящие в связи с ростом и развитием совокупностей деревьев в лесных ценозах. Значительная изменчивость в размерах деревьев свидетельствует о высокой напряженности в росте и адаптации местной сосны к жестким условиям среды.

Полученные данные по росту, строению древостоев и установленные зависимости доли деловых стволов в возрастной динамике рядов распределений, а также составленные сортиментно --сортные таблицы (раздел 4), явились основой для динамики качественно-размерной структуры сосняков ленточных боров. Разработанная динамическая и взаимоувязанная система показателей роста, строения и товарной структуры древостоев приведена в книге "Нормативы по таксации лесов Казахстана" (ч. I., кн.2, 1987).

Изложеные в этом разделе особенности строения среднепол-нотных одновозрастных и разновозрастных сосняков ленточных,

Таблица 2. Некоторые показатели роста и строения сомкнутых одновозрастных сосняков ленточных боров III класса высоты (числитель - по диаметру, знаменатель - по высоте)

:Редукционные Ранг, ,:числа рангов

% : 0 : 100 • »

• .......

56.3 0,18 2,74 51,2 0,44 1,92

57.1 0,09 3,04

50.4 0,22 1,84 53,9 0Д6 2,33

48.5 0,28 1,56 53,0 0,23 2,03

47.2 0,34 1,39 52,2 0,24 1,87 46,2 0,35 1,35 51,5 0,24 1,78 45,4 0,35 1,35

островных боров и Казахского ыелкосопочника подтверждают то, что динамичность в строении древостоев свойственна для всех типов возрастной структуры. На отдельных этапах жизни поколений леса или его элементов наблюдается сходство в их строении по размерам деревьев. Со 100-летнего возраста кривые высот в одновозрастных древостоях идентичны разновозрастным. Варьирование деревьев по размерам в выделенных поколениях леса разновозрастных сосняков практически идентично одновозрастным. Поэтому таксацию разновозрастных древостоев следует проводить аналитически по естественно сформировавшимся поколениям леса.

6. ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ ПРОДУКТИВНОСТИ НАСАЖДЕНИЙ

Для оценки уровня продуктивности насаждений существуют различные методы, основанные на использовании таксационных показателей, признаков свойств почв, характеристик условий местопроизрастания и климата, положения в рельефе.

Определения продуктивности древостоев по таксационным признакам. Известно, что общепризнанная бонитировочная шкала М.М.Орлова (I9II), основанная на соотношении средней высоты и

Возраст, лет

Диаметр,: см

Коэффициенты

Высота. :ассимет'.эксцес-:вариа-

20 3,1 0,95 0,61 55

5,3 0,16 -0,50 3

40 7,4 1,06 0,84 66

13,0 0,04 -0,74 37

60 14,2 0,59 -0,11 46

17,5 -0,14 -0,75 29

80 19,8 0,45 -0,27 36

19,8 -0,37 -0,56 23

100 23,6 0,33 -0,43 32

21,1 -0,52 -0,24 21

120 25,6 0,22 -0,51 31

21,8 -0,66 -0,24 21

возраста древостоев, не всегда обеспечивает надлежащую точность оценки их продуктивности в динамике, что привело специалистов к составлению местных бонитетных шкал (Лебков, Семеч-кин, 1963; и др.),либо к ее некоторой модернизации (Левин,1956; Карпов, 1959; Ипатов, 1972; и др.), построению динамической шкалы (Свалов, 1979) или внесению предложений по составлению бонитетных шкал по двум параметрам (Кофман, Кузьмичев, Хлебо-прос, 1976).

В вопросах бонитирования древостоев особую значимость имеют предложения Н.В.Третьякова (1937) о трех типах развития насаждений, реализованные К.Е.Никитиным (1966) и М.В.Давидовым (1972) при составлении дифференцированных бонитетных шкал на основе анализа ТХР и, частично, роста модельных деревьев по высоте. Однако использование в этих целях ТХР, составленных разными методами, вряд ли оправдано.

Для изучения динамики высот древостоев иногда используются анализы стволов (Воропанов, 1966; и др.). Однако для этого нужно знать, какие деревья отражают характер динамики высот древостоев, исчисленных разными способами. Сравнение индексов высот, полученных по анализам деревьев (наиболее крупных, средних и ниже средних) с индексами динамики высот древостоев, рас-читанными по данным раздела 5, показало, что только динамика таксационной высоты и высоты по Лорею в относительном выражении адекватна ходу роста деревьев высших рангов. Это подтверждается и данными А.Г.Мошкалева (1957) по ельникам. Динамика верхних высот, расчитанная по 100 наиболее крупным деревьям и по способу Б.В.Зейде (1970), этим условиям не отвечает. Следовательно, анализы деревьев высших рангов могут быть приняты в качестве основы для установления относительной динамики таксационной высоты и высоты, определенной по формуле Лорея.

Все многообразие роста сосняков в Казахстане в зависимости от особенностей их возникновения и формирования, возрастной структуры, полноты (густоты) древостоев нами сведено (применительно к трактовке Н.В.Третьякова, 1937) к трем типам роста.

Тип - I отображает рост сомкнутых одновозрастных сосняков, возникших на сплошных вырубках и гарях в благоприятные по увлажнению годы, динамика таксационных признаков которых изложена в разделе 5. Возникновение этих древостоеЕ обусловленно

хорошим последующим возобновлением, при котором появившийся подрост, заняв освободившуюся экологическую нишу, не испытывал угнетения материнского полога и они характеризуются усиленным ростом в молодом возрасте (уравнение 7).

Тип - 2 с умеренным (обычным) ростом по высоте характерен для древостоев, сформировавшихся из подроста предварительной и последующей генерации, не испытавшего длительного угнетения. Это в большинстве одновозрастные и, частично, куртинно--разновоэрастные древостой средней полноты. Рост их в индексах выражается уравнением:

1,108 : [езф(2,87248 - 0.00624А2- 1,78691пА) + I] - (8) Тип - 3 характеризуется относительно медленным ростом деревьев в молодом возрасте с увеличением темпов прироста в более старших возрастах. Древостой этого типа формируются преимущественно из подроста предварительной генерации или в результате сопутствующего возобновления сосны при проведении выборочных и постепенных рубок, а также при естественном распаде древостоев и повреждении их беглым низовым пожаром. При этом возникший в экологических нишах подрост, перерастающий в стадию жердняка, длительное время испытывает отрицательное трансабиотическое влияние материнских деревьев (Грибанов, 1965). К этому типу относятся одновозрастные и условно разновозрастные сосняки низкой полноты, а также разновозрастные древостой с групповым или относительно равномерным размещением деревьев младших поколений, испытывающих угнетение со стороны особей старших возрастов. Динамика индексов высот древостоев данного типа роста описывается уравнением:

1,226 } [еэфО,32497 - 0.24808А - 1,03603 1пА) + II. (9) Использование уравнений (7, 8, 9) и совмещение полученных данных с общебонитировочной шкалой (раздел 5) позволило составить дифференцированную шкалу оценки уровня продуктивности сосняков по средней и верхней высоте. Определение типов роста предложено проводить по нескольким показателям.

■ Оценка продуктивности насаждений по свойствам почв. Установлением связей отдельных свойств почв с продуктивностью насаждений лесоводы занимались давно (Нартов, 1765; Зябловский, 1804; Крюденер, 1903; Морозов, 1913; Алексеев, 1915;и др.). Варгас де Бедемар и В.Вейзе (по Орлову, 1925) при составлении

ТХР также стремились увязать продуктивность насаждений с почво-грунтовыми условиями. Исследования по бонитировке лесных почв с использованием парных связей (Зеликов, 1971, 1972; Тюменцев, 1975; Вайчис, 1976; Смольянинов, Угаров, 1974; и др.) и оценке продуктивности древостоев по свойствам почв с применением многомерных моделей (Лосицкий, Чуенков, 1973, 1980; Пастернак,Са~ вушкин, 1991; Черных, Шарафутдинов, 1993) показывают на реальную возможность в решении этой проблемы.

Оценка почв в классах бонитета сосняков на гранитоидах мелкосопочника Северного Казахстана дана В.П.Бобровником (1970, 1975, 1978). Нами оценка продуктивности сосняков для сходных условий по ряду показателей свойств почв методически достигнута двумя способами, показавшими равнозначность результатов.

Способ I - основан на парных связях высоты древостоев в 100-летнем возрасте с информативными признаками свойств почв в слоях 0-20 и 0-50 см с учетом поправочных коэффициентов, отражающих степень влияния каждого признака.

Способ 2 - основан на множественной регрессионной модели, отражающей изменение средних CHj^q) и верхних высот в возрасте

100 лет от установленных информативных признаков свойств почв: ср. 2 2

н100 =6,8+0,2035 xj+0,0223X2 +20,733Хз - 20,0 Х3 +

+0,00703Х| + 0,08553Х5 , (10) где: Xj - содержание ила, Х2 - содержание гумуса, %\ Х3 -содержание общего азотаХ^ - содержание обменного кальция мг-экв./МО г почвы; X¿ - содержание подвижного калия мг-экв./ 100 г почвы.

Данная модель (10) позволила сократить количество информативных признаков по сравнению с парными связями без снижения точности. Различия в определении высоты по способам I и 2 не превысили ±5%.

Особенностью выполненных нами исследований является элиминирование возраста древостоев пробных площадей, как фактора, путем приведения его к базовому возрасту - I00 лет, а также увязка полученных результатов, с целью унификации, с действующей общебонитировочной шкалой М.М.Орлова и составленными местными бонитетными шкалами по типам роста сосняков..

7. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ

Принципы непрерывного и неистощительного лесопользования должны исходить из природоохранной роли лесов и рассматриваться во взаимосвязи с системой способов и возрастов рубки леса, организацией лесного фонда, оптимизацией в нормировании размера лесопользования и платы за лесные ресурсы.

Совершенствование системы рубки леса. Теория рубок ухода получила развитие в трудах Г.Ф.Морозова (1928), Г.Р.Эйтингена (1934), М.Е.Ткаченко (1955), Н.П.Георгиевского (1957), А.В.Давыдова (1971), С.Н.Сеннова (1984), Н.А.Луганского и др.,(1993); и др. В условиях Казахстана научные основы рубок ухода в естественных сосняках изложены в работах Л.Н.Грибанова (1949,1961), А.А.Макаренко и Н.Т.Смирнова (1973).

Нами установлено, что первый уход в культурах сосны ленточных боров по ряду признаков должен проводиться после полного смыкания полога древостоя при отсутствии в них развитого травяного покрова и в период наибольшего роста в высоту:

густота, тыс.шт./га 6-7 8-10 11-15

начало рубок, лет 15-13 12-10 9-7

Анализ таксационных и морфологических показателей древос-тоев и экологических условий (влажность, температура почвы и воздуха, освещенность и др.) позволил определить оптимальные и предельно допустимые нормы первых уходов : интенсивность изреживаний по запасу до 35% ; сомкнутость полога не ниже 0,6; число стволов на I га - не менее 3-3,5 тыс. Однако эти придер-жки могут варьировать исходя из состояния культур сосны при повреждениях корневой губкой, подкорным клопом и звездчатым ткачем-пилилыциком. В разделе приведены придержки по отбору перспективных деревьев и данные экономической оценки рубок ухода.

В лесах с запрещенным главным пользованием, проводимые на протяжении всей жизни древостоев только рубки ухода и санитарные рубки, не обеспечивают замену старших поколений молодыми и приводят к накоплению старовозрастных древостоев (до 3040%) с пониженной возобновительной способностью и с одновременным уменьшением доли молодняков (5-10%). Поэтому для них необходимо ввести разработанную Л.Н.Грибановым (1949) систему

рубок, состоящую из осветлений, прочисток, прореживаний,рубок возобновления и рубок ухода за подростом.

Анализ литературных источников (Науменко, Тарасевич,1956; Грибанов, 1960; Романов, 1966; Воробьев, 1967; и др.), данных пробных площадей и материалов глазомерной таксации выделов показал, что до проведения рубок для всех степных боров Казахстана характерно предварительное возобновление сосны. Поэтому нужна система способов и технологий рубок, обеспечивающая наибольшую сохранность подроста этой генерации и создающая условия для сопутствующего и последующего возобновления леса.

Отмечено, что при разработке прежних правил рубок (1972, 1980) по регионам единых основ в рекомендуемых способах не было, а подходы к ним были весьма противоречивы. Данные производственных, опытных рубок и исследований КазНИИЛХА (Грибанов, 1965; Воробьев, 1986; и др.) свидетельствуют, что в сосняках Казахстана могут применяться сплошные узколесосечные, постепенные и выборочные рубки с различными их модификациями и сочетаниями. Однако исходя из анализа сохранности подроста при разработке лесосек, его выживаемости и роста в последующем следует, что при ориентации на естественное воспроизводство лесов сплошная рубка в одновозрастных сосняках может быть осуществлена только при хорошем возобновлении сосны.

По общности лесообразовательного процесса, закономерностям в смене старого поколения леса молодым, условиям произрастания и другим факторам должна разрабатываться единая схема способов главных рубок для каждой породы, произрастающей в разных регионах определенной группы лесов. И только на этой основе могут быть установлены региональные способы главных рубок. Такая схема составлена нами для сосняков Северного Казахстана и Прииртышья. При этом главные рубки и рубки ухода следует рассматривать в единой взаимосвязанной системе определенного хозяйственного воздействия на лес для достижения лесоводственно--экономического эффекта при использовании и воспроизводстве ресурсов различных лесных формаций в рамках целевого назначения лесов.

Для спелых и перестойных группово-разновозрастных сосняков в дополнение к действующим "Правилам..'.'(1995) независимо от наличия подроста нужно ввести сплошногрупповые рубки,а в куртин

но-разновозрастных древостоях при удовлетворительном и хорошем возобновлении - сплошнокуртинные рубки.

Резервом дополнительного получения древесины в республике является вовлечение в хозяйственный оборот разновозрастных древостоев не достигших возраста рубки и имеющих в составе спелые и перестойные поколения леса, путем введения для них длительно-постепенных рубок, научное обоснование которым дано А.В.Побе-динским (1973).

Указанные меры позволят более эффективно использовать древесный запас и сократить возрастную смену поколений без снижения средозащитных функций лесов.

Возрасты рубок определяются временем, с которого возможно и лесоводственно-экономически целесообразно назначать древостой в рубку в зависимости от выполняемых ими функций. Принципы определения возрастов рубок со временем притерпевали значительные изменения (Багинский, 1990; и др.) и в настоящее время большую значимость имеют экономические (Чупров, 1997) и экологические (Токмурзин, 1984) аспекты вопроса.

При обосновании возрастов рубок в лесах Северного и Восточного Казахстана использовались имеющиеся сведения о естественной, возобновительной, технической, количественной и других спелостях (Науменко, Тарасевич, 1956; Глазырин, 1970; Гурский, 1976; Макаренко, Кричун, Харитонов, 1976; Кричун, Высоцкий, 1977; Токмурзин, 1984; и др.)> которые уточнялись и дополнялис] новыми расчетами и данными по экономической спелости. Это позволило для коренных типов леса разработать дифференцированную систему оптимальных возрастов рубок и организации хозсекций по группам продуктивности древостоев (табл. 3). Производные берез няки и осинники должны выделяться в отдельные хозсекции с единым возрастом рубки, соответствующим для березы высшей по продуктивности хозсекций, для осины степной зоны - по хозсекции низшей продуктивности. В березняках, осинниках степной и лесостепной зоны с избытком влаги возраст рубки устанавливается на уровне временных хозсекций с нормальным режимом увлажненности по этим породам. Эти принципы были использованы также в обосно вании дифференцированных возрастов рубок и для лесов Восточного Казахстана.

Таблица 3. Оптимальные возрасты рубок основных лесообразующих пород в Северном Казахстане и Прииртышье, лет

Порода

Класс бонитета

П и вше : Ш 1У и ниже

сна 81 - 100 101 - 120 121 - 140

реза 41 - 50 51 - 60 61 - 70

ина 41 - 50 41 - 50 31 - 40

При обосновании единных по породам возрастов рубок нужно квитироваться не на средний бонитет хозяйства, а на продук-вность древостоев старших возрастов. Игнорирование этого при-ипа приводит к неоправданному на один класс занижению возрас-в рубок в "лесах с преобладанием молодняков, особенно искусст-нного происхождения.

Приведенная система возрастов рубок и образования хозсек-Й направлена, преимущественно, на пользование древесными ре-рсами. Учитывая значимость других ресурсов леса в республике и образовании хозсекций нужно исходить из приоритетности того л иного вида пользования.

Совершенствование нормирования размера главного пользова-

является ключевым вопросом в рациональном использовании ;ных ресурсов республики. Несовершенство методов расчета гла-лх рубок в известной мере предопределило по отдельным регио-а чрезмерную эксплуатацию лесов, что повлекло к ухудшению их стояния.

В настоящее время имеются десятки способов исчисления рас-гных лесосек (Синицын, Моисеев, Загреев, Анучин, 1973; и др.), они не всегда обеспечивают непрерывное и неистощительное гьзование, т.к. единой формулы, отвечающей этим требованиям, гь не может (Комков, Денисенко, Моисеев, 1980). С совершенст-аанием ЭВМ задача по оптимизации размера главного пользования шнамике решается, но в зависимости от принятых алгоритмов 1 реализуется по-разному (Мошкалев и др., 1972; Федосимов и ,, 1973; Лямвборшай, 1973; Бочков и др., 1979; Есимчик, Анд-!ченко, 1984; Дялтувас, 1986; Волков, 1987; Синицын, 1987; «ков, Моисеев, 1987, 1988; Шерман, 1987; и др.).

В основу разработанного метода расчета прогноза размера главных рубок с использованием ПЭВМ положена система возрастных лесосек с десятилетними классами возраста. Заключает эту систему применительно к каждому возрасту рубок лесосека равномерного пользования (1^ ). В программах по оптимизации расчетных лесосек учтены существующие требования по их максимилиза-ции и более быстрому переходу на равномерное пользование.

В выборе стратегии лесопользования заложено два метода. При этом соблюдается общее требование, при котором сумма лесосек по площади заа-ый период 1ь(±) стремится к максимуму при условии, что срок использования ресурсов спелого леса на каждом периоде расчетов не менее заданного (10, 15 или 20 лет).

Метод I. При спадающей траектории лесопользования каждая последующая лесосека может быть меньше либо равна предыдущей, но не меньше равномерной: Ь(1-1)г= Ь(Ю и 1,(1-1) иначе расчеты проводятся по формуле равномерной лесосеки. При возрастающих значениях лесосек каждая последующая должна быть больше, либо равна предыдущей 1,(1-1) ч 1,(1) и 1,(1-1) =& ь^ иначе расчет также проводится по формуле равномерной лесосеки.

Иетод 2 является дальнейшей модификацией метода I с отличием в том, что с момента возможного "перегиба" в стратегии лесопользования при нарушении непрерывности возрастания или уменьшения размеров лесосек расчет ведется по всей системе возрастных лесосек с последующим их ранжированием по периодам расчета до уровня размера равномерного пользования. Для отдельных типов распределений площадей по классам возраста метод 2 обеспечивает на 6-9% больший размер лесопользования,чем метод I.

Далее описываются особенности расчета размера главного пользования при разных способах рубок, наличия подроста и возрастной структуры древостоев. Указывается, что включение в эксплуатационный фонд запасов поколений леса, не достигших возраста рубки, приводит в расчетах к завышению объема главных рубок до 30%.

Кроме того в развитии теоретических основ по совершенствованию прогноза объема главных рубок и оптимизации возрастной структуры лесного фонда предложен метод статистического моделирования размера лесопользования. Он основан на том положе-

нии, что каждому типу распределения площадей древостоев по классам возраста свойственна определенная траектория в изменении расчетных лесосек. В свою очередь каждый тип распределения характеризуется соответствующими статистиками. Отсюда доля пользования от покрытой лесом площади (Р^) определенного объема является функцией от статистик рядов распределения площадей насаждений по классам возраста и временного периода (Тп), на который делается прогноз:

рь »* ( х, ту г^,о;тп). (II)

В качестве примера приведена многомерная модель расчета размера главных рубок по площади для возраста рубки 101-120 лет, обеспечивающая по сравнению с традиционными методами расчета удовлетворительную точность (+10$). Следует учитывать,что при повышении возраста рубки на 2 класса размер пользования за оборот рубки, в зависимости от возрастного распределения площадей, снижается до 40%. Наибольшее снижение расчетных лесосек наблюдается при спадающей форме распределения площадей по классам возраста.

Принципы формирования лесных такс и цен на продукцию лесного хозяйства получили не однозначную оценку их экономической сущности как в условиях централизованно планируемой системы экономических отношений (Васильев, 1963; Шкатов, 1965; Джико-вич, 1976; Воронин, 1978; Байзаков, 1985; Лазарев, 1988; Овчинников, 1991; и др.), так и в переходный к рыночным отношениям период (Лазарев, 1992, 1996; Лазарев, Аскеров, 1993; Петров, 1990, 1992, 1996; Толоконников, 1993; Починков, 1992; и др.). Имеющиеся работы свидетельствуют, что в современных условиях определение размера платежей за лесные ресурсы должно осуществляться на рентной основе исходя из потребительной стоимости продукции.

Основные разработанные и предложенные нами положения по совершенствованию методики определения платы за древесину, отпускаемую на корню в лесах Казахстана, разработаны с учетом "Методических рекомендаций по расчету минимальных ставок лесных податей..." (1994), используемых в России.

Принципиальная схема установления корневых цен в полном виде должна исходить из 4-х стадий: лесовыращивание (включая затраты на охрану и защиту леса), заготовка леса (с вывозкой),

переработка древесины, реализация полученной продукции и при условии, что они не должны быть ниже себестоимости выращивания I куб. м оцениваемой древесины. На первом этапе в расчетах лесных такс за конечную продукцию следует принять круглые лесоматериалы, вывезенные к пункту реализации или переработки. Для упрощения работ все расчеты целесообразно вести по базовой породе при базовом расстоянии вывозки по данным отпускных цен и себестоимости продукции четырех кварталов предыдущего года на первый квартал последующего с использованием установленной формулы, обеспечивающей большую точность (в 1,5-2 раза) прогноза экономических показателей, чем формула трех кварталов "Методических рекомендаций..." (1994). Кроме того, в работе даны предложения по возможной дифференциации лесных такс для регионов исходя из базового варианта. Изложенные подходы в качестве ос-'новы могут бить использованы при определении размера платы за недревесные ресурсы и другие пользования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования в разных регионах Казахстана позволили выявить общие и региональные закономерности не только в росте, формировании древостоев, оценке запасов лесных ресурсов, нормировании размера лесопользования и др., но и определить основные принципы ведения лесного хозяйства.

Казахстан является лесодефицитной республикой и экологические факторы действуют особенно остро. Это требует особого подхода к совершенствованию многоцелевого ведения хозяйства, поскольку несмотря на повышение ресурсного потенциала лесов, их состояние не везде удовлетворительное. Основными причинами ухудшения состояния лесов в различных регионах республики являются: нарушение норм и правил лесопользования; уничтожение лесов пожарами и в меньшей мере повреждение их вредителями и болезнями; нерегулируемое пользование для сельскохозяйственных, рекреационных целей и промышленных нужд. Это проявляется в ухудшении качественного состава, возрастной структуры лесного фонда и сокращении площадей лесов в целом и, особенно, в период нерегулируемых экономических отношений.

Отмечено, что введение более глубокой переработки древесины и увеличение использования недревесных ресурсов позволяет

производителям повысить выработку товарной продукции с I куб. м в 1,5 - 2 раза.

Особую значимость в республике имеют хвойные леса, характеризующиеся разной возрастной структурой, что должно учитываться при разработке системы рубок ухода и главного пользования: При ведении лесного хозяйства должна также учитываться природная приуроченность типов возрастной структуры древостоев к лесорастительным условиям и их приоритетность в зависимости от целевого назначения лесов. Например, в свежих условиях местопроизрастания хозяйство должно быть направлено на создание преимущественно одновоэрастных сосняков, а в лесах, выполняющих средозащитные функции, нужно ориентироваться на разновозрастные древостой. Между возрастом и таксационными, морфологическими признаками сосны существуют взаимосвязи, использование которых позволяет существенно повысить точность таксации древостоев и свести до минимума ошибки при назначении деревьев в главную рубку.

Выявленная цикличность в радиальном приросте деревьев и естественном воспроизводстве на примере сосняков ленточных боров, а также полученная взаимосвязь между количеством загораний на определенной лесной площади дают реальную основу в коренном изменении сложившейся жесткой плановой системы хозяйствования. Это выражается в разработке более разумной системы хозмеропри-ятий применительно к сухим и влажным климатическим фазам, периодам естественного восстановления лесов.

При оценке древесного запаса на разных этапах его определения нужно учитывать, что при снижении полноты с 1,0 до 0,1 полнодревесность стволов уменьшается на 17%. Установлено, что в адекватных условиях сосняки Казахстана с близкими таксационными характеристиками имеют сходство в форме и полнодревеснос-ти стволов и товарной структуре, а это обуславливает возможность использования единых лесотаксационных нормативов и принципов хозяйствования по группам полнот древостоев.

Составленные нами сортиментно-сортные и товарные таблицы для древостоев сосны ленточных боров, ивы и тополя поймы р. Урал, объемные таблицы для таксации сосновых молодняков по группам полноты обеспечивают точность в оценке запаса не ниже +4,5% и выхода деловой древесины +10%. При этом таблицы объе-

мов круглых лесоматериалов (ГОСТ 2708-45) и дополнения к ним занижают объем бревен в низкополнотных древостоях более чем на 10%, что является одной из причин несоответствия между древесным запасом, определенным на корню и объемом заготовленной древесины на лесосеках.

Предложены методы оценки массы почек березы и сосны в культурах, принципы нормативного метода оценки надземной фито-массы травяного покрова в целом и доминирующих видов растений, урожайности дикорастущих ягодников в зависимости от их проективного покрытия, полноты насаждений и условий произрастания.

Разработанные и апробированные методы сопряженного моделирования роста и строения древостоев дают возможность получить взаимоувязанную динамическую систему их таксационных признаков и показателей качественной структуры. Динамичность в строении древостоев по размерам, описываемая системой кривых Пирсона, свойственна всем типам возрастной структуры.

При исследованиях динамики и оценки продуктивности древостоев отдельных пород нужно учитывать типы роста, обусловленные их происхождением, полнотой и возрастной структурой. Принципы оценки продуктивности насаждений по свойствам почв могут быть реализованы на парных связях зависимости их высоты в базовом возрасте с информативными признаками, либо путем построения по этим показателям многомерных моделей.

Обоснование возраста начала проведения рубок ухода и норм изреживаний должны исходить из состояния, продуктивности, полноты (густоты) древостоев с использованием комплекса оценочных критериев. Под воздействием проводимых рубок ухода оптимальной интенсивности улучшаются экологические условия для роста и развития оставляемых деревьев. В сплошных культурах сосны высокой продуктивности и полноты (густоты) допускаются сильные изрежи-вания. В искусственных древостоях, с признаками повреждения сосны, болезнями и вредителями леса следует ориентироваться на слабые, реже умеренные по интенсивности рубки с более частой их повторяемостью.

В лесах с запрещенным главным пользованием целесообразно ввести систему рубок, предложенную Л.Н.Грибановым. Региональные правила рубок должны разрабатываться по предварительно составленной для каждой породы обобщенной схеме способов рубок, с

учетом ряда факторов, обуславливающих естественное воспроизводство лесов и введением для разновозрастных сосняков груп-повосплоиных, куртинносплошных и длительно-постепенных способов рубок. В целом же рубки главного пользования и рубки ухода за лесом должны представлять единую систему выращивания целевых насаждений, обеспечивающую восстановление леса преимущественно естественным путем.

Сложившиеся упрощенные подходы к организации лесного фонда должны быть заменены на дифференцированную систему возрастов рубок и образования хозсекций в зависимости от продуктивности древостоев. При существующей организации хозсекций по породам необходимо повысить на класс возраст рубки для сосняков островных боров и снизить его с 61-70 до 51-60 лет для березняков Северного Казахстана.

Разработанные методы и комплекс программ для ПЭВМ дают допустимый по точности прогноз размера главных рубок и обеспечивают переход на непрерывное и неистощительное пользование. В этой связи перспективно развитие разработанного метода статистического моделирования размера лесопользования. Выполненные расчеты показали, что годичный размер главных рубок в республике на ближайшув перспективу не может превышать 2,2 млн. куб.м.

Одним из рычагов рационального лесопользования в современных условиях является совершенствование экономического механизма по оптимизации размера платы эа лесные ресурсы, размер которой должен исходить из потребительной стоимости лесо-продукции и отвечать взаимно интересам лесовладельца и лесопользователя. Эти принципы использованы в методике при составлении лесных такс на древесину, отпускаемую на корню. При этом расчет лесных такс рекомендовано проводить на первый квартал каждого года по прогнозным экономическим показателям, определяемым по данным 4-х кварталов предыдущего года с использованием предложенной нами формулы.

Применение и дальнейшее развитие результатов исследований - реальная основа повышения уровня ведения лесного хозяйства в общей стратегии многоцелевого использования и воспроизводства лесов Республики Казахстан.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Воздействие подсочки на прирост сосны в ленточных борах Казахстана //Лесное хозяйство. - 1969. - № 10. - С.21-23 (соавтор Б.Р.Винк).

2. Составление сортиментных таблиц для сосны ленточных боров Казахстана, КазНИИЛХА. - Деп. во ВНГИЦентре. - № Б036064, сб. рефератов НИР, серия 21. - № 18-19, - 1970. - 165 с.

3. Форма стволов сосны в молодых и средневозрастных древос-тоях ленточных боров Казахстана //Вопросы таксации молодых дре-востоев. - Алма-Ата, 1970. - С.58-66.

4. Таблицы для таксации сосны ленточных боров Казахстана. -Алма-Ата, 1971. - 117 с.(соавтор А.А.Макаренко).

5. Учет бревен с повышенным сбегом //Лесная прошленность. -1971. - № 12. - С.19-20 (соавтор А.А.Макаренко).

6. Форма и полнодревесность стволов сосны в искусственных насаждениях ленточных боров Казахстана. - Алма-Ата, 1972. -№12. - С.91-94.

7. Динамика товарной структуры и возраст рубки сомкнутых одновозрастных сосняков ленточных боров Казахстана //Лесное хозяйство и агролесомелиорация в Казахстане. - Алма-Ата: Кайнар, •

1973. - Вып.IX. - С. 161-164.

8. Изменчивость формы и полнодревесности стволов сосны в ленточных борах Казахстана //Лесное хозяйство и агролесомелиорация в Казахстане. - Алма-Ата: Кайнар, 1973. - Вып.8. - С.84-93 (соавтор А.А.Макаренко).

9. Таксация редин и совокупности единично растущих деревьев сосны в ленточных борах Прииртышья //Лесная наука-производству: Тез.докл.совещания работников науки и производства Казахстана. - Алма-Ата, 1973. - С.69-74.

10.Ход роста сомкнутых сосняков ленточных боров Казахстана //Леса и древесные породы Северного Казахстана. - Л.: Наука,

1974. - С.52-57.

11.Рубки ухода в молодняках искусственного происхождения Северного Казахстана. - Алма-Ата, 1977. - 13 с. (соавторы А.А. Макаренко и др.).

12.Рубки ухода в лесных культурах Северных областей Казахстана //Интенсификация лесного хозяйства Казахстана, - Алма -•Ата, Кайнар, 1978. - С.100-119 (соавтор А.А.Макаренко и др.).

13. Возрастная структура сосняков ленточных боров Казахстана //Научные основы повышения продуктивности лесов Казахстана. -Алма-Ата: Кайнар, 1980. - Т.ХП. - C.3-I3.

14-. О рубках ухода в «ультурэх сосны, поврекденных корневой губкой и вредителями леса //Рубки ухода в лесах Казахстана:Мэ-териалы к республиканскому совещанию.-Щучинск,1980. -0.108-111.

15. Изыенение таксационных признаков под воздействием рубок ухода в лесных культурах сосны ленточных боров Казахстане //Рационально е использование и повышение устойчивости лесов Казахстана. - Щучинск, 1983 (Рукопись депонирована в КаэНИИНТИ,.7 июля, 1983г., № 478 на Д 83),-С.36-65 (соавтор А.А.Маленко).

16. Некоторые закономерности изменения экологических режимов под воздействием рубок в сосняках ленточных боров Казахстана //Рациональные способы формирования насаждений и рубок главного пользования в лесах Казахстана. - Алиа-Ата: Кайнар,1983-0,20-30.

17. Динацика радиального прироста в сосняках Павлодарской области //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.-Алма-Ата, 1985. - № 6. - С.80-84 (соавтор С.М.Оленин).

18. Нормативы для таксации лесов Казахстана.-4.I.-KH.I.-Алма-Ата: Кайнар, 1987.-240 с. (соавторы А.А.Макаренко и др.).

19. Нормативы для таксации лесов Казахстана.-Ч.1.-Кн.П..-г Алма-Ата: Кайнар,Х987.-324 с. (соавторы А.А.Ыакаренко и др.).

20. Сортиментные и товарные'таблицы для лесов Казахстана. -4.II. - Алыа-Ата: Кайнар, 1987. - 228 с. (соавторы А.А.Макаренко, А.й.Колтунова, Б.ЕДаритонов).

21. Лесное хозяйство: состояние, проблемы, перспективы. Казахстан //Лесное хозяйство. - 1991. - К? 12. - С.9-13 (соавторы Макаренко и др.).

22. Динааикэ лесных пожаров в Казахстане и проблема учета их ущерба //Рациональное ведение лесного хозяйства и защитного лесоразведения.-Алматы,1993.-С.179-188 (соавтор М.У.Бейсекбаев).

23. О лесопользовании в сосняках Кустанайской области //Лесные экосистемы Тургайской впадины.-Кустанай, 1993. - C.2I-22.

24..Состояние и проблемы использования лесных ресурсов в Казахстане //Рациональное ведение лесного хозяйства и защитного лесоразведения.-Алматы, 1993. -.С.148-159 (соавтор-A.A.Понамо-рева).

25. Сравнительная оценка одновозрастных и разновозрастных сосняков степных боров Казахотана //Рациональное ведение лесного хозяйства и защитного лесоразведения. - Алматы, 1993. -С.73-90 (соавтор Х.С.Сейдахыетов).

26. К методике определения расчетных лесосек по рубкам глав ного пользования //Среда и жизнедеятельность. Кустанайсквя область. - Кустанай, 1994. - С.168-169.

27. О флоре лекарственных и пищевых растений Кокшетауской области и вопросах ее сохранения //Валихановские чтения. - 2. - Кокчетав, 1994. - С.39-42 (соавторы Т.Н.Стихарева, Г.Б.Дубы-нин).

28. Проблемы лесопользования в лесах Кокшетауской области //Вадих'^'овские чтения - 2. - Кокчетав, 1994. - С.42-46.

29^ ,нка звпаса почек в березняках /Докчетввский ЦНТЙ КазГОи.: х - Кокчетав, 1995. - 5 с. (соавтор Г.Б.Дубынин).

30. Оценка запаса почек в лесных культурах сосны //Кокче-тавский ЦНТИ КазГОСНТИ. - Кокчегав, 1995. - 4 с. (соавторы Г.Б.Дубынин, Т.Н.Стихарева).

31. К вопросу определения возраста сосны в разновозрастных насаждениях Северного Казахстана и Прииртышья //Валихановские чтения - 3. - Кокчегав, 1996. - 10 е„

32. Леса и.лесное хозяйство Казахстана. - Алиаты: Гылым, 1996.- 160 с. (соавторы С.Б.Байзаков и др.).

33. Метод определения ресурсов дикорастущих ягод. - Кокче-хавский ЦНТИ КазГОСНТИ. - Кокчетав, 1996. - 6 с. (соавторы Т.Н.Стихарева, Г.Б.Дубинин).

34. Нормативный метод учета запаоов надземной фитомассы трг вяного покрова. - Кокчетавский ЦНТЙ КазГОСНТИ. - Кокчетав,

I996. - 4 с. (соавторы Т.Н.Стихарева, Г.Б.Дубынин).

35. Оценка'существующих методов определения платы за древесину на корню и анализ их соответствии условиям рыночной экош пики. //Кокшетаускии ЦНТИ КазГОСНТИ. - Кокчетав, 1996, - 21 с, (соавторы С.Б.Байзаков, Т.И.Новикова).

36. Оценка продуктивности насаждении по почвенным факторам //Валихановские чтения - 3. - Кокчетав, 1996. - 5 с. (соавтор Г.Б.Дубынин).