Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Строение и рост естественных сосновых древостоев Беловежской пущи

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Строение и рост естественных сосновых древостоев Беловежской пущи"

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 630*566:630*17

ТОЛКАЧ Игорь Владимирович

СТРОЕНИЕ И РОСТ ЕСТЕСТВЕННЫХ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ БЕЛОВЕЖСКОЙ ПУЩИ

Специальность 06.03.02 - Лесоустро'зтБо и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Минск 1997

Работа выполнена на кафедре лесоустройства в Белорусском государственном технологическом университете

Научный руководитель док:;р сельскохозяйственных наук,

профессор Атрощенко О.А.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Багинский В.Ф.;

кандидат сельскохозяйственных наук Романовский В.П.

Оппонирующая организация производственное объединение

"Белгослес"

Защита состоится 6 марта 1997 года в 10— часов на заседании совета по защите диссертаций Д 02.08. С5 в Белорусском государственном технологическом^ университете по адресу: 22С;30, г. Минск, ул.Свердлова 13®.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного технологического университета...

Автореферат разослан " & ^ 1997 гс, .а.

Ученый секретарь совета Д 02.08.05,

кандидат биологических наук ., ,н /Блинцов А.И.

. ОБЩАЯ ХАРАКТШШТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Актуальность темы диссертации обусловлена концепцией рааьития лесного хозяйства Республики Беларусь.

В соответствии с международным "Проектом развития лесного хозяйства Республики Беларусь" создается информационная система управления лесным хозяйством. Для эффективного управления лесным хозяйством как на общереспубликанском, так и на местном уровнях необходимо иметь текущие актуализированные данные о лесных ресурсах, динамическую систему планирования, контроля и управления лесным хозяйством.

В республике разрабатывается и внедряется технология непрерывного лесоустройства, основой которой является понедельный банк данных.

В НП "Беловежская пуща" выполняется международный проект сохранения биологического разнообразия лесов Беловежской пущи. В соответствии с ним создана геоинформационная система (включающая картографическую информацию о лесных ресурсах и повыдель-ную бяву данных). •

Переход к компьютерным технологиям, создание информационных систем требуют разработки имитационных моделей строения, роста и .производительности древостоев, г.рограммного обеспечения на ПЭВМ. Табличные модели в виде которых представлены нормативные материалы лесоустройства, не являются достаточно гибкими для использования на ПЭВМ и значительно увеличивают объем исходных данных. Особенно актуальное значение приобретают модели строения и роста древостоев Беловежской Пущи - уникальных эталонов естественных насаждений в республике.

Связь с научно-исслеыоватедьааш темами. Исследования явил зь составной частью научно-исследсзательских тем и проектов:

- ГБ 86-1 "Разработка научных союз и технологий лесовыра-Сивания хвойных пород в зоне иктенсдалюго лесного хозяйства";

- Республиканской научно-технической программы 33.01 РЦ "Древесные ресурсы", ТВ 91-29 "Разработать и ввести в эксплуатацию программные средства и автоматизированную систему учета лесных ресурсов".

Цели и задачи исследования. Целью работы является исследо-

вание закономерностей строения, хода роста и производительности естественных сосновых древосюев Беловежской пущи, разработка имитационных моделей,'отражающих взаимосвязи между таксационными показателями, таблиц строения и хода роста сосняков мшистых и черничных.

Научна?, новизна полученных результатов. Выявлены закономерности строения и роста естественных сосновых древостоев Беловежской пущи мшистого и- черничного типов леса. Неучены вваи-мосвязи между таксационными показателями древостоев и построены регрессионные модели связи. Составлены таблицы строения и хода роста сосняков мшистых и черничных. Впервые для Беловежской пущи разработаны имитационная система моделирования строения древостоев по диаметру, система моделирования хода роста и производительности сосногмх древостоев.

Практическая значимость результатов. Разработана имитационная система моделирования строения и хода роста древостоев на ПЭВМ. Система позволяет по данным выборочной или перечислительной таксации древостоев получать лесотаксациошше нормативные , материалы в виде таблиц строения и хода роста сосновых древостоев по типам леса. Разработаны т&олицы строения и хода ростЬ сосновых древостоев естественного происхождения Белогежжой пущи мшистого и черничного типов леса. Имитационная система моделирования строения и роста соснозых древостоев внедрена в НИ "Белове?лс1:ая пуда" (акт внедрения от 16 января 1997 г). Телицы хода роста и строения сосновых древостоев используются в ле-■соустроительном проектировании ПО "Белгослсс" (акт внедрения от 28 декабря 1996 г).

Экономическая бначкмость полученных результатов. Экономическая значимость полученных результатов заключается в снижении е&трат на разработку лесотаксационных нормативов, возможности использования полученных моделей, таблиц строения роста и производительности насаждений для контроля и управления лесами (таксация лесов, оценка строения древостоев по диаметру, запаса растущего древостоя и запаса отпада, оценка производительности насаждений), повышении надежности лесоустроительного проектирования.

Основные положения, выносимые на защиту. Автором научно обоснованы и выдвигаются на защиту следующие основные положения диссертационной работы;

1) методика моделирования строения, роста и производительности сосновых насаждений Беловежской пущи;

2) закономерности строения, хода роста и производительности сосновых древостоев в мшистс 1 и черничном типах леса;

3) имитационная система моделирования строения сосновых древостоев, позволяющая получать распределение деревьев по диаметру на основе выборочной таксации древостоев или данных лесоустройства;

4) имитационная система моделирования хода роста и производительности древостоев на ПЭВМ;

Б) таблицы хода роста и производительности естественных сосновых насаждений Беловежской пущи мшистого и черничного типов леса;

6) таблицы строения по диаметру сосняков мшистых и сосня-кое черничных.

Личный вклад соискателя. Автору принадлежит постановка задачи, разработка методических положений ее решения, сбор экспериментального материала (совместно с работниками научного отдела^,Беловежской пущи) и его анализ, разработка алгоритмов и программ на ПЭВМ, разработка имитационной системы моделирования строения и хода роста древостоев, таблиц отроения и хода роста сосновых древостоев Беловежской пущи.

Апробация результатов диссертации. Основные методические положения диссертации я результаты исследований докладывались на научных конференциях в Белорусском государственном технологическом университете (1989-1996 гг.), в А/ма-Ате (1989 г.), в Москве (1990 г.).

Опубликованность результатов. Материалы исследований по теме диссертации опубликованы в девяти заботах (в том числе че-тыде статьи). Одна работа находится в ьачати.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 176 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, .выводов (131 стр.), списка использованных Источников и приложений (45 стр.). Она вклшаэт 36 рисунков, 25 таблиц и 5 приложений. Список используемой литературы содержит 219 наименований, в том числе 22 на иностранном языке. Работа выполнена на кафедре- лесоустройства Белорусского государственного технологического университета.

содержание работы

/

обзор литератур;,:

В литературном обзоре рассматриваются работы, посвященные изучению закономерностей строение и роста древостоев.

Начало изучениям положили в 1890-1914 годах Вейзе, Вимме-науер, Гуттенберг, Герхардт, Виммер, Шиффель, Фекетте. Исследования А.В.Тюрина (1945), Н.В.Третьякова (1927), Н.П.Анучина, (1982), В.И.Лезина (1966) и др. показали, что распределение деревьев в древостое близко к нормальному. Исследования И.И.Гусева (1960,1962,1981), Л.Ф.Ипатова (1974), А.А.Макаренко (1975, 1982), В.Ф.Вагинского (1982,1Г85), К.Е.Никитина (1978,1566), А.И.Патацкгза (1964,1967), Н.Н.Свалова (1979,1982), С.А.Атро-щенко (1985), Продана (1961), С.Сетха, К.Сатимурти, Г.Неги (1975), Ж.Клуттера, Б.Алисона (1973) и других показали, что опытный распределения, как правило, отличаются от нормального и имеют асимметрию и эксцесс. Для моделирования строения древостоев по диаметру использовались функции нормального, логарифмически- нормального, гамма-распределения, бета-распределения, распределения Вейбула, система кривых Пирсона, распределение Пуассона, кривая Гра:,;а-Шарлье.

Основные методы, применяемые при составлении таблиц хода роста древостоев, отражена, в работах Н.Н.Свалова (id79), Н.П.Анучина (1962), В. В. Куеь^жева (1977), В.В.Аьтанайтиса (1977), В.Ф.Вагинского (192-3), П.В.Воропанова (1966), В.В.Заг-реева, В.П. Закутана, Н.Н.Гусева (1973,1979,1985).

В связи с быстрым развитием вычислительной техники перспективным направлением изучения закономерностей строения и рос-jji древостоев является моделирование на ЭВМ Вопросы моделирования роста леса на ЭВМ даны в работах В.В.Антанайтиса (1977,1983), Н.Н.Свалова (1979,1983), А.З.Шввденко, К.Е.Никитина (1972,1978), О./.Атрощенко (1980,1993) и др. Анализ публкка-, ций показал, что для разработки информационных систем, лесоустроительного проектирования и планирования лесохозяйственных мероприятий, прогноза роста ислольуются иыитационные модели строения, роста и производительности древостоев.

-.. программа, МЕТОДИКА И объекты исследования

В соответствие с целью исследований программой предусмотрено решение следующих задач: *) аналитический обзор литературы; 2) разработка методики исследования; 3) сбор опытных данных (перечислительная таксация сосновых древостоев, еакладка модельных деревьев) и их обработка; 4) статистический анализ строения древостоев по диаметру; 5) изучение взаимосвязей между таксационными показателями деревьев в древостоях и разработка моделей, отражающих данные взаимосвязи; 6) разработка имитационной системы моделирования строения, роста и производительности древостоев на ПЭВМ; 7) создание таблиц строения и хода роста сосновых древостоев мшистого и черничного типов леса; 8) оценка точности разработанных моделей строения и роста древостоев.

Таксация древостоев ла. постоянных и временных пробных пло-* щадях проводилась по общепринятой методике в соответствии с ОСТ 56-69-83 "Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки.", При вычислении таксационных показателей (среднего диаметра, средней высоты, абсолютной и относительной полноты древостоя) использовались общепринятые методы.- Запас для каждой породи определялся как суша объемов стволов деревьев. Для определения видовой высоты использовалась модель, разработанная проф. 0. А.Атрощенко (1985). На всех постоянных пробных площадях определялся абсолютный и относительных текущий среднепериодический прирост по суше площадей сечений.

Математика-статистическая обработка экспериментальных данных строения древостоев по диаметру- выполнены на ЭВМ с использованием программ, разработанных 0.А.Атрощенко, и пакета прикладных программ "БТАТбРАР". Все опытные расирэделения сглаживались функциями нормального,, логарифмически-нормального, гамма-и бе" Vраспределений. На основе анализа результатов статистической обработки и результатов аппроксимации, по х2 критерию ^согласия Пирсона выбиралось теоретическое распределение.

регрессионный анализ связей таксационных показателей в древостое зыполнен на ЭВМ с использованием пакета прикладных программ "БТАТбРАГ" и программы, разработанной В.П.Машкоьоким. В-качестве модели отбирались регрессии, имеющие значимые (на уровне 5%) коэффициенты по ^критерию.Стьюдента, достоверные по Г-критерию Фишера, с коэффициентом детерминации (!?2)не ниже

80£, относительной ошибке оценки зависимой переменной (Sy) 6-10%, выполнялся анализ остатков.

Объектом исследования послужили чистые сосновые древостой НП "Беловежская пуща" мшистого и черничного типов леса, I -V111 классов вовраста, естественного происхождения, не подвергнутые прямому антропогенному воздействию. Экспериментальный материал представлен данными перечислительной таксации древостоев на 30 постоянных пробных площадях, данными перечислительной таксации древостоев на 21 временной пробной площади и данными анализа хода роста стволов у 66 модельных деревьев, отобранных рядом с таксируемыми пробными площадями. Определение типа леса выполнено на основе исследований морфологического строения почв, механического и химического анализоЕ почв, подроста, подлеска, живого напочвенного пикрова.

Группировка собранного материала по естественным рядам роста у развития и проверка материала на гомогенность выполнялась комбинированным методом, включающим в себя элементы типологии'.-злого метода, аналитического метода, метода ЛенНИИЛХа и метода Гейера.

ЩЦЕЛИР0ВАГ1Е СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ

Статистический анализ рядов распределений по,диаметру показал определенную зависим,.зть мекду значениями статиохик и возрастом древостоев. С увеличением Еозраста увеличивается среднее квадратическое отклонение и размах распределения, уменьшаются показатели асимметрии, сксцесса и коэффициент вариации распределений. При достижении древостоем возраста 75-85 лет распределение диаметре деревьев имеет небольшие положи-цулызые значения коэффициента асимметрии, отрицательные вначе-:,яя эксцесса и приближается к нормальному.

Проведенные исследования показали, что изменение величины ступени толщины незначительно сказывается на величине среднего значения и среднеквадратического отклонения, а величина показателей асимметрии и эксцесса может изменяться в больших пределах. Поэтому, наиболее эффективными показателями связи при моделировании строения древостоев по диаметру являются минимальный, максимальный и средний диаметры, размах распределения и стандартное отклонение. Эти показатели имеют тесную связь с

формой распределения, сравнительно легко могут быть определены, хорошо коррелируют с другими таксационными показателями.

Минимальный и максимальный диаметры древостоев (Отщ, Дпах) имеют тесную связь со сре,.шы диаметром (0), которая выражается линейной функцией (1,2).

Опт - -1,30261+0,54003-0, (1)

Г?2=0,878; Р-440; Зу=9,4бХ

Птах - 14,28020+1.07580-0, (2)

^=0,877; Г-434; Эуб.ЗЗХ

Оценка среднеквадратического отклонения (б) выполнена по множественной линейной регрессии (3) связи с равмахом распределения, средним диаметром « суммой площадей сечений (О).

к

б - 0,094507-(Отщ- В^ах) + 0,095764-0 + 0,022689-0, (3) {?2-0,997; Г-5934; 3У-6.34Х

о

Сглаживание опытных распределений деревьев по диаметру выполнено функциями нормального, логарифмически-нормального, гамма и бета-распределений. Анализ результатов показал, что наиболее универсальным является бета-распреде: ние (лучшие результаты в 92Т случаев), хорошо описывающее опытные распределения с различными величинами асимметрии и эксцесса.

На основе функцни бота-распределения, моделей связи таксационных показателей деревьев .в др'евсстоэ и параметров бета-распределения разработана имитационная система, позволяющая по таксационным показателям древостоя имитировать распределение числа деревьев по ступеням тслодана. Исходными данными для имитации распределения числа стволов по ступеням толщины являются сумма площадей сечений (в) или число деревьев на гектаре (Ы), ^редний (таксационный) диамэтр древостоя (.0), минимальный (0|п1п) и максимальный (1>гах) диаметры деревьев в древостое. Определить эти показатели можно выборочными методами без трудоемкой сплошной перечислительной таксации древостоев.

Для проверки точности и надежности работы системы моделирования на 15 контрольных пробных площадях выполнено моделирование строения древостоя и вычислены таксационные показатели по

- е -

данным теоретически полученного распределения числа деревьев по ступеням толщины. Результаты проверки показали, что ошибка определения таксационных показателей по данным теоретического распределения не превышает 3,5% при оценке суммы площадей сечений, 4,4% при оценке sanaca древостоя и 2,0% щ.и оценке количества деревьев на гектаре. Ошибка при оценке среднего диаметра и средней высоты состав/нет 0,4% от абсолютной величины показателя. Выполнен эксперимент с моделью на ЭВМ, в результате которого оценивалась точность определения таксационных показателей при допущенных ошибках в исходных данных ±10%. Результаты эксперимента показали достаточно высокую точность работы системы.

С использованием системы моделирования строения древостоев разработаны таблицы строения.по диаметру (табл. 1) естественных сосновых древостоев Беловежской пущи для типов леса С. мшистый и С. черничный. Анализ таблицы показал, что в младшем возрасте большее число деревьев сгруппировано в центральных ступенях толщины (до 50%), распределения 'имеют значительные величины асимметрии и эксцесса (асимметрии - 1,6-1,9, эксцесса -4,3). В возрасте 150 лет распределение имеет незначительную отрицательную косость, нулевой эксцесс и вначительное (в 2 раза)4 увеличение равмг-а распред ления (рис. 1).

а) Сосняк мшистый б) Сосняк черничный

Рис. 1. Динакшка строения древостоев по диаметру

Разработанная система моделирования строения древостоев по

диаметру позволяет реиать практические задачи: 1) получать на

основе таксационных показателей древостоя перечет деревьев по

Таблица 1

Динамика распределения числа деревьев в древостое (X) по ступеням толщины

Возраст лет Величина ступени, см Номер ступени толщины по порядку

1 2 3 4 5 | 6 7 в 1 1 9 10 11 12 13 14 15'

Сосняк мшистый

20 г 13,6 23,3 22,5 17,5 11,7 6.7 3,2 1.2 0,3 - - - - -

40 2 - 3,0 9,2 13,5 15,4 15,3 13,8 11,3 8.3 5,5 3,1 1,3 0,3 -

60 4 - 11,2 23,2 25,2 20,8 13,3 5,6 0,7 - - - - -

80 4 - 2,4 10,5 17,3 20,5 19,7 15,6 9.7 3,9 0.4 - - _ _ 1

100 4 - - 3,0 10,3 15,9 18,7 18,6 15,8 11.1 5,6 1.0 - а

1Е0 4 - - 1,1 5,5 10,4 14,4 16,8 17,1 15,3 11.5 6,5 1,4 1

140 4 - - - 1,9 7,0 11,6 14,7 16,3 16,0 14,1 10,6 6,2 1,6 -

150 4 Сосняк черничный — — 1,4 5,4 9,5 12,9 15,2 16,0 15,2 12.8 8,6 3,0 -

го 2 - 29,1 2£г2 18,6 12,5 7,7 4,2 1.9 0.7 0,1 - - - _

40 2 - - 8.3 14,3 15,9 15,4 13,6 11.1 8,5 6,0 ?,8 2,1 0.9 0,2

60 4 - 11,6 22,8 24.0 19,7 13,1 6,6 2,1 0,1 - - - | ~

80 4 - - 2,4 10,5 17,3 20,5 19,7 '15,6 9.7 3,9 0,4 - -

100 4 - - 3.6 11,5 17,0 19,2 18,3 14,9 10,0 4,7 0,7 -

120 4 - - 1.5' ' 6,9 12,2 16,5 17,6 16,8 13,9 9,6 4,7 0,8 - | -

140 4 - - 2,9 8,9 ♦13,5 16,3 1У.З 16,3 13,3 8,7 2,8

150 4 - - - ; 2,3 7,8 12,4 15,4 16,5 15,8 13,4 9,8 5,3 1.2 -

Примечание. Ступень толщины определяется как произведение номера ступени на величину

ступени толщины.

ступеням толщины; 2) получать в дополнение к таблицам хода роста таблицы динамики строений'древостоев; 3) представлять данные перечета деревьев на./6снове выборочных методов таксации древостоя или по данным лесоустройства; 4) составлять таблицы динамики товарности древостоев.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДРЕВОСТОЕВ •

Таблицы хода роста и производительности древостоев составлены с классификацией по типам леса. Абсолютная полнота 1,0 древостоев определялась на основе трехкратного среднеквадрати-ческого отклонения сумм площадей сечений от среднего уровня (рис. 2). Модель связи сумм площадей сечений (6) со средней высотой древостоев (К) имеет вид:

6 - С(Н-1)/(0,498712 + 0,275875-(Н-1))13, (4)

И2« 0,928; 9,72; Г - 1363.

опшкые значения, стандартная

цниилх,

стандартная БССР, расчетная.

Рис. г Зависимость суш гчощадей сечений от средней высоты ^основах древостоев

Для выравнивания хода роста древостоя по диаьитру, высоте и сумме площадей сучений использованы функции, апробированные и рекомендованные для этой цели А.К.Кивисте (1988). В качестве модели хода роста древостоя по высоте (Н) лучшие результаты показала функция Странда.

Сосняк мшистый: Н » СА/(4,010713 + 0,293541-А)]3, (5) 1?2- 0,971; Бу= 4,7%; ? = 13282.

О

5 10 15 20 25 30 35 Средняя высота древостоя, и

г

Сосняк черничный: Н - [А/(3,44316? + 0,300827-А)]3, (в)

К2- 0,928; Эу» Б.ОХ; Г - 13201,

где А - возраст древостоя, Н - средняя высота древостоя.

Связь между высотой (Н°) и диаметром (0°) деревьев отпада выражается регрессиями (7, 8).

Сосняк мшистый: Н°-1,3 - С0°/(2,06515 + 0,27е557-0°)]3, (7) О (г2- 0,963; Бу 7,5%; Г - 9005.

сосняк черничный: Н°-1,3 - НЗ°/(1,94735 + 0.280173-0°)]3, (8) И2- 0,965; Зу» 4,6%; Г - 15893.

Оценка среднего диаметра древостоя выполнена по модели связи с высотой (Н), воврастом (А) и суммой площадей сечений.

0-0,752831 • Н2/А-0,001962 • 02+0.026548 • 1. 2н+1,349266-Н, (9) 0,994; Эу- 8,3%; Р - Б908.

о

Наиболее вероятные значения процента текущего среднеперио-дического прироста древостоя по сумме площадей сечений определялись по уравнениям множественной линейной регрессии с возрастом и высотой (10, И).

Сосняк мшистый:

Р-п - 0,0331+39,629288/(А-(А/Н)2)+196,707415-Н/А2, % ...

1?20,812; Бу-Ю.ЗХ; Р-78.

Сосняк черничный:

■ Р-п - -0,311+109,278055/(А-(А/Н)2), %

.^=0,782; 3у=«15,3%; Р-69.

Разработана имитационная модель хода роста и производительности древостоеи на ПЭВМ. В качестве исходных данных для построения таблиц хода роста используются уравнения, отражающие ход роста по высоте, диаметру, приросту по сумме площадей сечений и уравнения связи диаметров и высот растущего древостоя и отпада.

Проверка системы моделирования хода роста и производитель-

(10) (11)

ности древостоев выполнена ка основании данных таксации древостоев на контрольных постоянных пробных площадях. Анализ результатов показал, что опытные значения и значения, полученные путем моделирования. Слизки между собой. Разница между расчетной высотой деревьев отпада и опытными значениями не превышает 10%. Ошибка определения среднего диаметра отпада значительно ниже и при точном определении текущего прироста древостоя по сумме площадей сечений не превышает 0,5%. Однако необходимо отметить, что точность определения среднего диаметра отпада значительно зависит от точности оценки среднего диаметра растущего древостоя и точности оценки тощего прироста по сумме площадей сечений. Ошибка оценки запаса растущего древостоя не превышает 6,6%, запаса отпада 15%.

С использованием системы моделирования получены таблицу хода роста сосняков мшистых и сосняков черничных естественного происхождения (табл. 2, 3). Выполнена сравнительная оценка получению таблиц с таблицами, разработанными другими авторами. Анализ результатов сравнения показал, что ход роста по высоте и диаметру близок к данным, полученным O.A.Атрощенко, В.Ф.Багинс-ким, В.Е.Ермаковым, Н.Ф.Ловчим, В К.Захаровым. Можно отметить некоторое увеличение общей производительности по сравнению с данными названных авторов. Общая производительности близка по своим значениям к значениям по таблицам В.Ф.Багинского.

{¿ВОДЫ

1.Установлены закономерности изменчивости основных статистических показателей распределений деревьев по диаметру в сосновых древостоях. С увеличением возраста древостоев от 20 до •J.S0 лет среднеквадратическое отклонение увеличивается от 3,6 до Si3 см, показатели асимметр/и уменьшаются от 1,31 до 0,2, эксцесса - от 1,85 до -0,5. Уменьшение асимметрии и эксцесса с Еозрастом тот интенсивно до 70-80 лет. К возрасту 150 лет значительно (почти в раза) увеличивается размах распределения и

1 уменьшается от 30,6% до 18,9% коэффициент вариации диаметров деревьев.

2. Изучены модели нормального, логарифмически-нормального, гамма- и бета-распределений. Лучшие результаты по хи-квадрат критер11!0 согласия Пирсона в 92% случаев показала модель бе-

о

Ход роста естественных сосновых древостоеэ Беловежской пущи.

Таблица 2 Сосняк мшистый

Растут: 1 * древостой Отпад Общая производитель-ность, м3 Прирост по запасу

Возраст лет Высота, м Диаметр, см Число стволов, шт Сук;,¡а площадей се-чендй, Vf Видовое число Запас м3 Высота, м Диаметр. см Суша площадей сечений. Запас, м3 Сумма промежуточного пользо-„ вания,м° средний, м3 текущий, м3 X

10 3,0 3,3 7927 - 6,8 0,748 • 15 - - - ■ - - - - - -

20 8,3 7,5 5486 24.5 0,544 111 2.6 3.1 1.5 3 3 114 5.7 10.6 12.4

30 12,8 11,6 2964 31,1 0,501 200 7,3 7,2 4,1 -7 30 229 7.6 11,8 6.6

40 16,4 15,3 1859 34,1 0,483 27 11,5 10,8 4,1 24 75 345 8.6 11,4 4.5

50 19,2 18,7 1308 35,8 0,474 325 14,9 14,0 3,6 26 127 452 9.0 10,5 3,4

60 21,4 21,7 995 36.9 0.468 369 17.6 17,0 3,1 . 26 180 549 9,1 j,4 2,6

70 23,2 24,5 798 37.6 0,464 405 19,7 19,7 2,7 25 230 635 9,1 8,4 2,1

80 24,6 27,0 665 38,2 0,462 434 21,4 22,2 2,3 23 278 712 8,9 7.5 1,8

90 25,9 29,4 570 28,6 0,460 459 22,8 24,5 2,1 22 322 781 8,7 6,7 1,5

100 26,9 31,5 499 38,9 0,458 480 ¿4,0 26,6 1.8 20 364 844 8,4 6,1 1,3

110 27,8 33,5 445 39.2 0,457 498 25,0 28,7 1,6 19 403 900 8,2 5,5 1,1

120 28,6 35,3 402 39,4 0,456 513 25,9 30,b 1,5 18 439 952 7,9 5,1 1.0

130 29,3 37,0 367 39.6 0,455 527 26,7 32,5 1,4 17 473 1000 7.7 4.7 0.9

140 29,9 38,6 339 39,7 0,454 539 27.4 34,3 1,3 16 505 1043 7,5 4.3 0.8

150 30,4 40,1 315 39,8 0,453 550 28.1 36,0 1,2 15 535 1084 7,2 4.0 0,7

Примечание. Данные приведены выборочно (через 10 лет).

у Таблица 3

Ход роста естественных сосновых древостоев Беловежской пути. Сосняк черничный

Растущий древостой Отпад Общая производитель-еость, м3 Прирост по запасу

Возраст лет Высота, м Диаметр, см Число стволов, пгг Сумма площадей сечен^, Видовое число Запас, м3 Высота, м Диаметр, см Сумма площадей сечений, Запас, м3 Сумма промежуточного ПОЛЬ 30-, вания,м° средний, V текущий, м3 X

10 3,7 3,8 9011 10,3 0,684 26 - - - - - _ - - -

20 9.5 8,1 5107 26,6 0.528 133 3,1 3,6 2,2 5 5 138 6,9 11,6 10,9

30 13,9 12,2 2737 32.2 0.494 221 7.7 7.5 4.1 17 35 256 8,5 11,7 5,8

40 17,3 15,9 1740 34,7 0,480 288 11.7 10.9 3.8 23 78 366 9,1 10,7 3,9

50 19^8 19,2 1246 36*,2 0,472 338 15,0 14.2 3,3 24 126 464 9.3 9,6 2.9

60 21,8 22,1 965 37,1 0,467 377 17.7 17.2 2.9 24 175 552 9,2 8,5 2.3

70 гз.з 24,7 787 37,7 0,464 408 19,9 20,0 2.5 23 222 630 9,0 7,6 1.9

80 24,6 27,0 667 33,2 0,462 433 21.6 22,6 2.2 22 267 700 8,8 6,8 1.6

90 25,6 29,0 581 38,5 0,460 454 23,1 2о,0 1.9 21 309 764 8.5 6.2 1.4

100 26,5 30,9 517 38,8 0,459 472 24,3 27,2 1.7 19 349 821 8.2 5.6 1.2

110 27,3 32,6 468 39,0 0,457 487 25,3 29,2 1,6 18 386 873 7,á 5.1 1,1

120 27,9 34,1 428 39,2 0,456 500 26,1 31,1 1,4 17 420 920 7.7 4.6 0,9

130 28,5 35,5 397 39,4 0,456 511 26,9 32,9 , 1.3 16 452 964 7,4 4,3 0,8

140 29,0 36,8 371 39,5 0,455 521 27,5 34,5 1,2 15 482 -1004 7,2 3.9 0.8

150 29,5 38,0 349 39,6 0,454 530 28,1 36,1 1,1 14 510 10*1 6.9 3.6 0,7

Примечание. Данные приведены выборочно (через 10 лет).

та-распределения, которая рекомендуется для использования в имитационном моделировании строения древостоев на ПЭВМ.

3. Разработана модель связи сумм площадей сечений со средней высотой сосновых древостоев, достоверно объясняющая 92,8% варьирования значений сумм площадей сечений с относительной ошибкой 9,7%. Расчетнге значения близки к значениям по стандартным таблицам ^умм площадей сечений Бе." эруси.

4. Созданы на основе функции Странда модели хода роста соспЗков мшистых и сосняков черничных по высоте. Модели^объясняют 92-97% варьирования высот с относительной ошибкой ±5-7%. Оценка среднего диаметра древостоев и отностельного текущего среднепериодического прироста древостоев по сумме площадей сечений выполнен^ по уравнениям множественной линейной регрессии с возрастом, высотой и сутзй площадей сечений. Относительная оииСка моделей 10-'5%. Модели объясняют более 80% варьирования таксационных показателей.

5. Исследования показали, что в условиях С. мшистого и С. черничного формируются древостой близкие попроизводительности. Общая производительность в 150 лет составляет: сосняков черничных - 1058 м3/га, сосняков мшистых 1104 M3/ra^ До 65 лет производительность сосняков черничных больше, чем сосняков мшистых, после - ниже. ВоЗраст количественной спелости в сосняках мшистых наступает в *64 года, а в сосняков черничных - в =«53 года.

6. Разработана на ПЭВМ имитационная система моделирования строения древостоев по диаметру, которая'характеризуется достаточно высокой точностью оценки таксационных показателей древостоев: суммы площадей сечений - 1,5%, запаса - 4,5%, среднего диаметра - 3,4%). Создана система моделирования роста и производительности сосновых древостоев на ПЭВМ, позволяющая получить динамику таксационных показателей растущего древостоя и деревьев отпада, разрабатывать таблицы хода роста древостоев различной производительности. Точность оценки запаса растущего древостоя - 3,5%, запаса отпада - 15%.

7. Составлены таблицы хода роста и динамики строения по диаметру сосняков мшистых и сосняков черничных. Лесотаксацион-ные таблицы, модели и программы на ПЭВМ внедрены для практического использования в лесоустроительное проектирование ПО "Бел-гослес" и НП "Беловежская пуща".

РАБОТЫ. ОИУБШОВАИШЕ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Демьянчик A.A.. Толкач И.В. Разработка программ рубок ухода в сосновых древо^тоях Белоруссии // Материалы всесоюзной научно-практической конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в интенсификацию сельскохозяйственного производства".-Алма-Ата: КазСХИ, 1909.- Ч. к.- С. 6-7.

2. Атрощенко O.A., Демьянчик A.A., Ле Нгок Ань, Толка^ И.В Моделирование лесного фонда в связи с задачами современного лесного хозяйства // Проблемы лесоведения и лесной экологии.-М.. 1990.- Ч. Z.- С. 624-626.

3. Машковский В.П., Толкач К.В. Применение вычислительной техники в процессе изучения курса лесной таксации // 1-я Белорусская конференция "Новые информационные технологии обучения".- Мн.: БГУ, 1992.- С.121.

4. Толкач И.В. Моделирование строения древостоев по диаметру функцией бета-распределений // Труды-Белорусского технологического института. Лесное хозяйство,- Мн.: БТИ, 1993.- Вып. 1.- С.63-66.

5. Толкач И. В. Методика расчета такса! лотах показателей при составлении таблиц хода роста // Труды Белорусского государственного технологического универститета. Лесное хозяйство.-Мн.: БГТУ, 1994.- Вып. 2.- С. 98-10Я.

6. Толкач И. В. ''лстема моделирования роста и производительности древостоев // Тезисы докладов международной научно-практический конференции "Лес-95".- Мк.: БГТУ, .995.- С.85-36.

7. Машковский В.П., Толкач И.В. Система кривых для аппроксимации связи высот и диаметров в разрядных таблицах // Труды Белорусского государственного технологического университета. Лесное хозяйство,- Мн.: БГТУ, 1696.- Вып. 3.- С. 71-74.

' 8 Толкач И.В. Ход роста естественных сосновых древостоеЕ Беловежской пущи ьшшстого и черничного типов леса // Труды Белорусского государственного технологического университета. Лесное хозяйство,- Мн.: БГТУ, 1996.- Вып. 3.- С. 86-89. -

9. Толкач И.В., Морено Ф. Имитационная модель и таблицы строения естественных сосновых древостоев Беловежской пущи по диаметру // Труды Белорусского государственного технологического университета. Выпуск 4. (в печати).

РЭВЮМЕ

Тэлкач Irap Уладз1м1рав1ч. Будова i рост натуральных сасновых дрэвастояу Белавежскай пушчы.

CACHA, МАД5ЯЯВАННЕ, ТАБЛ1ЦЫ, БУДОВА, ДЫЯМЕТР, ХОД РОСТУ, ПРАДУКЦЬЙНАСЦЬ, ПРИРОСТ, БЕЛАВЕЖСКАЯ ПУША.

Даследавалк : сасновыя дрэвасто! Белавежскай пушчы 1мшыс-тага 1 чарн1чнага тыпау лесу, натуральнага паходжання, не пад-легЛш прамому антрапагеннаму уздэеянюо. Мэта работы - вывучэн-не заканалернасцяу будовы 1 росту дрэвастояу, пабудова мадзляу, што адлюстроуваюць гэтыя заканамернасц1, распрацоука для Белавежскай пушчы 1м1тацкйнай с1стэмы мадэлявання будовы, ходу росту 1 прадукш!. .асц1 дрэвастояу. Выявлены васанамернасц! будовы 1 росту дрэвастояу, распрацаваны мадэл1, як1я адлюстроуваюць уааемасувяз1 пам1ж таксацыйным! пасаачыкам! дрэвастояу, распра-цавана 1м1тацыйная с1гтэма мадэлявання будовы, ходу росту 1 прадусцыйнасц1 дрэвастояу, табл1цы будовы, ходу росту 1 прадук-цыйнасЩ сгеппкоу, 1маыстых 1 г аснякоуг чарн!чг'ых. Табл1цы укара-нены 9 лесау'парадкавальнае праектаванне ВА "Еелдз&лслес", с1стэ-ма мадэлявання будогзы 1 ходу росту дрэвастояу - у НП "Белавежс-иая пушча".

РЕЗЮМЕ

Толкач Игорь Владимирович. Строение и роет естественных сосновых древостоев Беловежской пущи.

СОСНА. МОДЕЛИРОВАНИЕ, ТАБЛИЦЫ, СТРОЕНИЕ, ХОД РОСТА, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, ПРИРОСТ, БЕЛОВЕЖСКАЯ ПУЩА.

Кссле, .овались сосновые древостой Беловежской пущи мшистого ¡{'черничного типов леса, естественного происхождения, не подвергнутые прямому антропогенному воздействию. Цель работы заключается в изучении закономерностей строения и роста древостоев. разработке моделей,отражающих данные закономерности, создания системы моделирования стооения, хода роста и производительности древостоев. Выявлены закономерности строения и роста древостоев, разработаны модели,отражающие, взаимосвязи между таксационными показателями древостоев, имитационная система моделирования строения, хода роста и производительности древостоев, таблвд строения, хода роста и производительности сосняков

- iL -

мшистых и сосняков черничных. Таблицы внедрены в лесоустроительное проектирование. ПО "Ведгослес". Система моделирования строения и хода роста древостоев - в НП "Беловежская пуща".

summary

Tolkach Igor Vladimirovich. The Strukture and Growth of the Beiovezhskaya Puscha Native Pine Snands.

PINE, MODELING, TABLES. STRUKTURE, STAND GROWTH, PRODUKTI-VITY, INCREMENT. BELOVEZHSKAYA PUSCHA.

Natural pine stands of mossy and bilberry types v-hich have not been directly exposed to anthropogenic factors in Beiovezhskaya Puscha are investigated. The purpose Is to studl,regularities, to work out a system for modeling the structure, growth and productivity of stands based on those regularities. Regularities of stands structure and growth have been elucidated, models taking account of interrelation between the forest mensu-rationlndices of the stands, as well as a simulation system of the growth and produktlviti of mossy and bilberry pine stands, developed; pine structure (by diameter) tables proposed. Tables have been adopted In forest inventory and management designing practices at Production Association "Belgosles". The Modelings System for stands structure and growth is used in the Beiovezhskaya Puscha.