Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СТРОЕНИЕ И РОСТ КУЛЬТУР СОСНЫ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "СТРОЕНИЕ И РОСТ КУЛЬТУР СОСНЫ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ"



На правах рукописи

УСАНИН ВЯЧЕСЛАВ СЕРГЕЕВИЧ

СТРОЕНИЕ И РОСТ КУЛЬТУР СОСНЫ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ .

06.03.02. — Лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ, диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск - 2004

Работа выполнена на кафедре лесной таксации, лесоустройства и геодезии Сибирского государственного технологического университета.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Шевелев Сергей Леонидович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший

научный сотрудник, Данилин Игорь Михайлович; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Братилова Наталья Петровна Ведущая организация: ГОУ ДПО Институт повышения квалификации

руководящих работников и специалистов лесного хозяйства Сибири и Дальнего Востока.

Защита диссертации состоится декабря 2004 г. в М часов на заседании диссертационного совета Д. 212.253.03 при Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан «22 » ноября 2004 г.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах с заверенными печатью подписями по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82. Ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат сельскохозяйственных наук, ^ '

доцент И.Н. Павлов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

В концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы большое значение придается воспроизводству лесов на вырубках, гарях и других непокрытых растительностью лесных землях, что должно осуществляться за счет оптимизации соотношения интенсивных и экстенсивных методов лесовосстановдения. Реализовать этот принцип можно лишь опираясь на закономерности развития и роста насаждений в различных природных зонах страны, что даст возможность реального прогноза динамики их таксационной характеристики и хозяйственного состояния.

На территории центральной части Красноярского края темпы создания лесных культур являются достаточно высокими. Условия создания и выращивания искусственных древостоев определяют формирование биогеоценоза, который в значительной степени отличается от естественного.

Воспроизводство и повышение продуктивности лесов методом лесных культур требует научно обоснованной организации лесного хозяйства, что возможно при точном количественном ц качественном учете культур. К процессу таксации искусственных древостоев необходим специфический подход, учитывающий происхождение искусственно созданных древостоев. При этом наиболее важны особенности одной из основ таксации - строения насаждений.

К настоящему времени основные закономерности в строении выявлены для древостоев естественного происхождения, результаты этих работ широко известны. Для лесных культур таких работ проведено явно недостаточно. Весьма важно вскрыть различие в строении древостоев искусственного и естественного происхождения, что даст возможность проектным организациям и производству внедрить современные метода инвентаризации культур и рационального ведения хозяйства в них.

Закономерности строения насаждений являются теоретической базой методов определения важнейших таксационных признаков, знание их упрощает работы по составлению различного рода

таксационных нормативов, которые отсутствуют для искусственных сосняков центральной части Красноярского края. Цель работы к задачи исследований

Целью данной работы явилось изучение закономерностей строения искусственных древостоев сосны, установление закономерностей динамики основных таксационных показателей и выявление закономерных связей между ними. Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

- установление закономерностей строения древостое в по диаметру и высоте;

- изучение особенностей формирования древостоев по морфол огач еским показателям крои;

- выявление закономерностей динамики основных таксационных показателей и морфологических показателей крон;

- установление характера н степени опосредованности отдельных таксационных показателей древостоев;

- построение таксационных нормативов.

Научная новизна работы обусловлена крайней ограниченностью исследований, посвященных изучению таксационных аспектов искусственных древостоев центральной части Красноярского края. Положении, выносимые на защиту:

- строение и рост искусственных древостоев сосны обыкновенной имеет свои особенности, обуславливающие разработку их таксационненормативной базы;

- таксация искусственных древостоев должна осуществляться не только на основе оценки закономерностей формирования стволовой массы, но и с учетом формирования крон деревьев, выполняющих основные средозащитные функции;

- таксационные нормативы для искусственных древостоев обеспечат повышение качества их инвентаризации.

Личный иклад автора состоит в разработке отдельных методических положений работы, непосредственном участии в сборе полевых данных, их обработке и анализе полученных результатов, апробации и выработке рекомендаций.

Обоснованность п достоверность выводов обусловлены достаточным объемом экспериментальных донных, использованием современных методов их обработки.

Практическая значимость

Результаты работы смогут найти применение при проведении инвентаризационных работ в лесных культурах, проектировании хозяйственных мероприятий в них. Построенные нормативы могут быть использованы при лесокультурных работах для перспективного и ретроспективного анализов состояния объектов.

Апробация работы

Основные положения исследований докладывались на международных научно-практических конференциях: Химико-лесной комплехс: проблемы и решения; Лесной комплекс: состояние и перспективы развития; Актуальные проблемы леснога комплекса, а также на международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» в городах Красноярске, Новосибирске и Брянске в 2002-2004 годах. Диссертационная работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки» по темам: «Создание нормативной базы таксации древесных и нсдрсвесных ресурсов, как основы организации многоцелевого лесопользования»; «Изучение ценотической устойчивости лесных культур в лесостепи и южной тайге, созданных в течение 1911-1999 годов».

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Структур» н объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка использованных источников, состоящего из 172 работ, 4 приложений, иллюстрирована 40 таблицами, 22 рисунками и фотографиями.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Природные условия района исследований.

Исследования проводились в Боготольском, Емелья но веком лесхозах, а также в Караульном лесничестве Учебно-опытного лесхоза

СибГТУ, расположенные на территории центральной части Красноярского края.

Леса Боготолъского и Емельяновского лесхозов, по лесораспггельному районированию Г.В. Крылова (1960), расположены в провинции Западно-Сибирской низменности в зоне равнинных лесов, Кемско-Чулымской мелколиствен но-темнохвойной подпровинцни. Учебно-опытный лесхоз относится к Саянской подпровинцнн листвен нично-темнохвойных лесов, Чулымско-Енисейского округа. Леса данного лесхоза расположены в северо-западных отрогах Восточного Саяна. Территория Караульного лесничества относится к низкогорной зоне.

Вышеуказанные территории, согласно климатическому районированию, входят в умеренный пояс континентальной лесной западно-сибирской области. Климат характеризуется резкой конти нентал ьностью.

Основные элементы рельефа - возвышенные равнины и холмисто-увалистые межгорные котловины со средними абсолютными высотами 200-700 м.

В почвенном покрове района исследований преобладают выщелоченные чернозёмы и серые лесные почвы. Повсеместно встречаются дерново-слабо-подзолнстые почвы, а также солонцеватые и осолоделые почвы, бурые лесные и дерново-лесные почвы, чернозёмы оподзоленные. По механическому составу преобладают суглинистые почвы, под сосновыми лесами часто встречаются супесчаные и песчаные почвы.

2. Аналитический обзор.

Исследование закономерностей роста, развития и строения древостоев являлось объектом внимания исследователей в течение более чем ста лет (А. Варгас, 1848; А.И. Тарашкевич, 1924; О. Каппер, 1924; А.М. Кишенко, 1924; И.В. Давидов, 1949; П.В. Воропанов, 1950; U.M. Наумснко, 1956; ЭЛ. Фалалеев, I960; К.К. Высоцкий, 1962; И.И. Гусев, 1962; С.С. Шанин, 1962; М.А. Данилин, 1966; С.Н. Моисеенко, 1966; В.И. Левин, 1966; B.C. Моисеев, 1971; И.В. Семечкин, 1976; В.В. Кузьмичев, 1977; С.Л. Шевелев, 1974-1976; H.H. Соколов, 1983; Н.В.

Выводцев, 1991; ЗЛ. Нагимов, 2000; Г.С. Вараксин, И.Ю. Короиачинский, 2000; О. Ferreira, 1991; S.A. Omule, 1991; R.N. Macdonald, 1991; G. Dorothea, R. Krishna, 1991; J. Roberto, Z. Boris, R.C. Jain, 2000 и другие).

В результате изучения нормальных насаждений установлены закономерности, которые теперь составляют теоретическую основу лесной таксации (В. Вейзе; А. Шнффель; СЛ. Моисеенко, 1965; Н.П. Анучин, 1971 и другие).

Исследованию особенностей, роста и развития искусственных древостое в в различных природных зонах, в том числе и в Средней Сибири, посвящены работы таких ученых, как (Г.Ф, Карпенко, I960; В.В. Огиевский, 1962; Г.Р. Эйтинген, 1962; К.Е. Никитин, 1966; И.И. Григалюнас, 1967; Е.М. Луцкий, 1967; В.Ф. Лебков, 1967; B.II. Рубцов, 1969; В.А. Сидоров, 1970; E.H. Наумснко, 1973; В.В. Успенский, 1974; В.В. Кузьмичев, 1977; В.В. Краснятов, 1981; Н.М. Набатов, 1996; Н.П. Щерба, 2002 и другие).

Следует отметить, что в работах, посвященных лесным культурам Средней Сибири (E.H. Савин, 1974-2001; Л.И. iMiltikjthh, 1982, 1989, ■ 2001; В.В. Огиевский, 1962; О.Ф. Бугорова, 1996, 1997; Р.Н. Матвеева, 1996, 1997, 2000; И.Н. Павлов, 2001,2002; Г.С. Вараксин, 2000 и других), таксационным аспектам уделялось крайне малое внимание, что явилось одной из отправных точек выполнения настоящей работы.

Проведенный анализ литературных данных показал на то, что несмотря на значительное число исследований, посвященных изучению искусственных древостоев, вопросы закономерностей строения, роста и развития лесных культур требуют дальнейшего изучения, особенно в региональных рамках.

3, Методика работ и объем собранного материала

В основу полевых исследований был положен метод пробных площадей, технология закладки которых соответствовала требованиям отраслевого стандарта 56-69-83 «Пробные плошади лесоустроительные. Методы закладки».

На пробных площадях велся сплошной перечет по односантиметровым ступеням толщины, независимо от среднего

диаметра древостоя. Производилось картирование древостоя с установлением мест размещения деревьев и фиксированием проекций крон путем замера их диаметров по сторонам света. Методом пропорционального ступенчатого представительства на каждой пробной площади подбиралось от 30 до 50 молельных деревьев. Обмер моделей велся без их рубки. У них производилось определение общей высоты дерева, высоты начала кроны и максимального диаметра кроны с использованием ультразвукового высотомера «Форестер Вертекс». Брались керны с помощью возрастного бурава. Велись замеры диаметров на высоте груди и шейки . корня в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Всего в лесных культурах было заложено 21 пробная площадь с обмером 826 модельных деревьев. Все древостой пробных плошадей относятся к разнотравной группе типов леса с преобладанием сосняка разнотравного.

Типологическое описание производилось с учетом методических разработок В.Н. Сукачева и C.B. Зонна (1961).

При исследовании закономерностей строения и роста древостое в применялись методы математического анализа и моделирования. Эти работы выполнялись средствами статистических пакетов Curve Expert, STATISTICA.

Возраст обследованных культур колеблется в пределах 22-114 лет. Средний диаметр древостоев находится в интервале от 14,7 - 33,0 см; средняя высота от 7,7 до 31,0 м; сумма площадей сечений от 24 до 62 мг/га; запас от 130 до 969 м'/т.

4. Строение искусственных насаждений сосны по диаметру

Одной из задач диссертационной работы явилось выявление закономерностей строения лссных культур сосны по диаметру на различных возрастных этапах их развития. Анализ этих закономерностей проводился в начале для рядов распределения числа стволов по абсолютным ступеням толщины, а затем для выявления общих закономерностей использовался метод естественных ступеней A.B. Тюрина. Совокупность пробных площадей подверглась стратификации (группировке). В зависимости от возраста древостоев

лесные культуры были объединены по следующим группам: 21-40 лет; 41-60 лет; 61-80 лет; 81-100 лет; 100 и более лет. Статистический анализ построенных рядов распределения показал, что в более старших группах возраста распределение близко к нормальному, в то же время в более молодом возрасте (группа 21-40 лег) показатель положительной асимметрии равен 1,2. С увеличением возраста культур показатель асимметрии уменьшается и плавно переходит в отрицательное значение с незначительными величинами (-0,1-0,2).

Величина эксцесса рядов распределения изменяется в пределах -0,5-(-1,3).

Показатели асимметрии и эксцесса юменяются в относительно узких пределах и являются незначительными, поэтому для математического выравнивания рядов распределения оказалась вполне приемлемой функция Гаусса:

-(ЛГ-М2

Анализ значения средних диаметров пробных площадей показывает, что в пределах группы возраста коэффициент их изменчивости относительно невысок. Его абсолютная величина уменьшается с увеличением возраста дрсвостоев от 13 до 7%.

Далее были получены ряды распределения для каждой пробной площади в пределах групп возраста по естественным ступеням диаметра и были оценены на совместимость, т.е. была предпринята попытка установить факт принадлежности рядов распределения для насаждений пробных площадей к одной генеральной совокупности. Оценка значимости расхождения рядов велась по двум критериям согласия -Романовского (Р) и Колмогорова-Смирнова (X). Оценка величин критериев согласия показала, что ряды распределения по диаметру для пробных площадей, заложенных в искусственных дрсвостоях одной группы типов леса в однородном лесорастительном районе принадлежат к одной генеральной совокупности. С увеличением возраста в рядах распределения происходит плавное незначительное перемещение деревьев к центру ряда. В результате получены обобщенные ряды

распределения лесных культур сосны обыкновенной по диаметру в пределах каждой группы возраста, которые были аппроксимированы с использованием функции Гаусса. Параметры уравнения и показатели его оценки приведены в таблице 4.1. Ряды распределения по группам возраста приведены в таблице 4,2.

С увеличением возраста, а, следовательно, и среднего диаметра ранг среднего дерева древостоя изменяется в пределах 46,9-63,2%. Однако следует указать на определенную закономерность - с увеличением возраста место среднего дерева приближается к центру ряда распределения и практически достигает его в рядах возрастной группы 81 год и более.

Таблица 4.1 - Значения коэффициентов уравнения но группам возраста естественных ступеней диаметра__

Группа возраста, лет Коэффициент ы уравнения Коэффициен т детерминации Стандартная ошибка уравнения

А В С

21-40 14,1 0,88 0,28 0,99 0,24

41-60 12,8 0,94 0,30 0,99 0,06

61-80 9,9 0,89 0,41 0,98 0,06

81 и более лет 14,0 1,02 0,29 0,99 0,12

По характеру распределения числа стволов по толщине видно, что оно существенно отличается от показателей обобщённого ряда Л.В. Тюрина, как по размаху ряда, так и по количеству стволов в ступенях. Однородность рядов распределения по толщине подтверждают также статистические показатели.

Сравнение рядов распределения числа отводов по естественным ступеням диаметра с данными А.Н. Полякова, П.Ф. Ипатова, В Успенского' (1986) показало на их отличие - так в исследованных культурах присутствуют деревья в ступенях 0,1-0,4 и 1,7-1,8, что не наблюдается в культурах на Европейском Севере.

На основе выявленных закономерностей строения искусственных древостоев сосны подиаметру была рассчитана нормативная таблица,

и

показывающая среднее число стволов в ступенях толщины в древостоях различного среднего диаметра (таблица 4,3).

Таблица 4.2 - Ряды распределения числа стволов (в %) по естественным ступеням диаметра лесных культур сосны обыкновенной

Естественные ступени диаметра 21-40 лет 41-60 лет 61-ВО лет <8/ и более лет

1 2 3 4

0,1 _ 0,3 1.5 _

0,2 0,7 0,7 2,5 0,2

0.3 1,5 1,5 3.7 0,5

0,4 3,4 2.8 4,8 и

0.5 6,3 4,7 6,0 2,6

0,6 9,1 7.0 7,8 4,7

0,7 11,5 9,5 9,0 7.5

0,8 13,0 11,6 9,7 10,4

0.9 14,1 12.5 9,8 12,7

1,0 13,0 12,6 9,6 14,0

1,1 10.5 п,з 8,7 13,3

1,2 7.5 9,1 7,6 11,5

1.3 4.3 6,6 6,0 8,9

1,4 2,5 4,5 4,7 6,1

1,5 \х 2,6 3,4 3,6

1,6 0.5 1,4 2.3 1,9

1,7 0,3 0,7 1,5 0,7

1,8 0,2 0,3 0,8 0,1

1,5 0,1 од 0.4

2,0 0,1 0,1 0,2 .

2,1 0.1 - - ,

2,2 0,1 - -

2,3 „ - _

Итого 100,0 100,0 100,0 100,0

Таблица 4.3 — Распределение деревьев по четырехсантиметровым ступеням толщины_

Средний диаметр, см Ступени толщины, см

4 5 12 [ 16 20 24 23 32 36 40 44 45 52 56

Число деревьев, %

16 0,5 5.1 IV 63,9 10,0 0,8 0,3 | 0,1 0,1 - - - - -

20 0,1 2,0 6,0 20,0 60,0 9.6 1.3 | 0,5 0,3 0,2 - - - -

24 - 1.1 3,0 6,1 40,5 33,8 16,6 5,0 2,1 1,2 0,4 0.2 • -

25 - - 0,4 4.0 15,0 20,4 29,7 19,7 7,5 2,7 0,3 0,2 0.1 -

32 - - - 1,1 1,5 5,6 30,1 36,4 20,1 3,0 2,0 0.1 0,1 -

36 • - - 0.1 0.3 2,3 18.2 25,4 28,1 15,0 4,3 5,6 0,5 0,2

5. Строение искусственных насаждений сосны по высоте Наряду с дифференциацией по диаметру в любом насаждении происходит дифференциация деревьев по высоте. В таблице 5.1 показаны пределы колебания изменчивости высот в искусственных древостоях сосны, в рамках, определяемых величиной среднего возраста.

Таблица 5.1 - Пределы изменчивости высот деревьев по труппам возраста

Группа возраста Коэффициент вариации, % Среднее квадраты ческое отклонение,.«

минимальный максимальны й

21-40 лет 16,4 33,0 0,27

41-60 лет 8.7 23.7 0,16

61 и более лет 5,3 7,5 0,10

Изменчивость средних высот у древостоев пробных площадей, а также вариации высот деревьев внутри древостоев довольно значительные,

причем у более молодых лесных культур изменчивость наиболее высока. Результаты корреляционного анализа, определяющего степень зависимости между средним возрастом древостоев и коэффициентом варьирования высот деревьев в них, показал на значительную обратную связь между этими показателями. Коэффициент корреляции равен -0,70:2=0,08. Опираясь на то, что возраст древостоев безусловно тесно коррелирует с диаметром деревьев и обуславливает их величину, но в то же время величина диаметров является наиболее легко определяемым показателем, дальнейшую обработку вели и для рядов, объединенных по группам диаметров. В первую группу включены пробные площади со средним диаметром до 15 см включительно, во вторую группу объединены пробные площади со средним диаметром от 15,1 до 30 см. Анализ рядов распределения по естественным ступеням высоты на согласованность с помощью критерия согласия Колмогорова-Смирнова и Романовского показал, что различия несущественны и культуры могут быть объединены в один естественный ряд строения по высоте л пределах групп среднего диаметра. В таблице 5.2 приведены ряды распределения числа стволоп по относительным ступеням высоты. Построенные ряды распределения подверглись математической аппроксимации с использованием функции Гаусса.

Таблица 5.2 - Распределение числа стволов по относительным ступеням высоты в %

Группа 1>/Н'витос к '___(Ьл-тситымне стукни ьысч/ >и

со средним ¿»тинчуы.н ч 0 5 0,А 0,7 II,,ч 0.9 / и 1,2 1.3 1 \ 1.Л

ло 15 см 0.8 1 2.0 6.0 ".1 4,9 13,6 14,4 11,6 1 (■.(> | .1.3 ! 2,6

от 15,1 до -г—^

30 см »г1 3,2 4,3 7,3 10,3 12.5 19.0 16,0 12,8 4,1 I 2,1 •

б. Строение искусственных насаждении сосны по морфологическим показателям кроны

Формирование объема крон является показателем состояния и развития ассимиляционного аппарата отдельного дерева, от которого зависят темпы формирования биомассы стволов. Нельзя умолчать и о не

менее важном аспекте в области исследования морфологической структуры и продуктивности древесной растительности -радиолокационном и лазерном зондировании. Как отмечает В.Л. Усольцев (1996), интерпретация данных любого дистанционного зондирования земной поверхности связана с проведением большого объема наземных работ. Эти работы имеют цель имитировать результаты дистанционного зондирования, выявить основные массообразующие показатели древостоя, которые могут быть идентифицированы и измерены с использованием радиолокационных и лазерных методов. Это позволит установить величнпы ошибок измерений, обусловленные различными факторами, в том числе и структурой древостоя.

Таким образом, установление зависимостей в морфоструктурных показателях древостоев, выявление закономерностей распределения деревьев в них по основным морфометрическим показателям является весьма актуальным.

Полученные данные по обмеру диаметров и определению объемов крон подверглись статистической обработке (таблица 6.1).

Таблица 6.1 — Статистические показатели рядов распределения по диаметру и объему кроны (числитель—диаметр кроны, м; знаменатель -объем кроны, м5)

Группа Среднее Среднее квадратич еское отклонение Стандартная Коэффициент

возраста значение ошибка вариации, %

21-40 лет гж 3,7 0,41 0,16 ш, 1,23 1.5,0 34,0

41-60 лет гш 6,6 0.80 2,90 ело 0,35 28,0 41,0

61 и более 4.10 Ш ш 41.0

лет 7,6 0,45 0,40 51,0

Оказалось, что прирост крон в культурах сосны по объему в возрастном интервале 21-60 лет происходит в основном, за счет увеличения длины кроны, а не её диаметра. На рисунке 6.1 представлен график, который

характеризует строение искусственных древостоев сосны по объему кроны. Для математической аппроксимации рядов распределения была использовала функция Гаусса.

Объем кроны, м1

Рисунок 6.1 — Распределение числа крон по объему, %

7. Динамика таксационных показателей лесных кулыур сосны

Изменение таксационных показателей со временем естественный процесс в развитии любых древостоев, в том числе и лесных культур.

При выполнении настоящего исследования принята бонитетная основа построения таблиц динамики таксационных показателей, хотя следует отметить, что все искусственные древостой, в которых заложены пробные площади, относятся к одной группе типов леса -разнотравной. Для математической аппроксимации закономерностей роста культур сосны была использована функция ВеЙбулла:

У = Л - В *

Были получены уравнения:

для высоты - Н= 32,4 - 34,4 * 0,004 *х1>39 .

для диаметра - е ;

лдя запаса - М = 1068 -1243 * е"0.0<>4**1243

Стандартная ошибка и коэффициент детерминации составил для высоты - 1,50 и 0,98; диаметра - 1,59 и 0,98; запаса - 3,3 и 0,96 соответственно. Затем значения полученных по уравнениям показателей были взаимоувязаны и произведено исчисление показателен в соответствии со стандартной формой таблицы хода роста. После взаимной увязки всех показателей, было выполнено повторное сглаживание, для чего опять же, была использована функция Вейбулла.

В результате получили данные по динамике таксационных показателей, приведенные в таблице 7.1. Сопоставление данных роста искусственных древостоев с показателями продуктивности естественных древостоев (ЕЛ. Беззаботное, А.И. Елажко, В.В. Гончарук, В.Ф. Лебков, 1975) показало, что лесные культуры превосходят рост последних по основным таксационным показателям.

Определенный интерес представляет наступление возрастов количественной и технической спелостей лесных культур сосны. Безусловно, искусственные древостой в Сибири не могут рассматриваться как объект эксплуатации, однако особенности их созревания и отличие от темпов созревания естественных древостоев интересны.

Оказалось, что максимальное среднее изменение по запасу у искусственных древостоев, определяющее возраст количественной спелости, приходится на 60 лет, что на десять лет раньше, чем в естественных древостоях первого класса бонитета по A.B. Тюрину.

Для установления возраста технической спелости была составлена товарная таблица по упрощенной схеме, для чего полученные ряды распределения были подвергнуты сортиментации по сортиментным таблицам для древостоев сосны, привязанных согласно лесотакса! тон ному районированию, к центральной части Красноярского края. На основе товарной таблицы была подучена таблица динамики товарной структуры древостоев.

Как и количественная, техническая спелость данных насаждений также наступает немного раньше, чем у дрсвостоев естественною происхождения. Согласно норматива «Оптимальные возрасты рубок эксплуатационных лесов 2 и 3 группы», возраст технической спелости древостоев сосны первого класса бонитета соответствует периоду 101120 лет, а у культур 81 -100 лет.

Таблица 7.1 • Динамика основных таксационных показателей лесных культур сосны обыкновенной (1 класс бонитета; тин леса -сосняк разнотравный)

Воз- Средние Число ство- Лло' щойь Запас, м'/га Видо- Нхченение талеса, .ч'

раст, лет высота, диаметр, ем лов, штУг а сечения, м3/га вое число среднее текущее

20 7.5 9,3 3235 22 136 0.764 6,80 -

30 11,8 12,9 2171 28,5 251 0,746 8,37 11,50

40 16,0 16,4 1611 34,0 369 0,678 9,23 11,80

50 19.9 19,5 1311 39,1 434 0,622 9,68 11,50

60 23,1 22,2 1131 43,8 591 0,584 9,35 10,70

70 25.6 24,6 1008 47,9 688 0.561 9,83 9,70

80 27,6 26,6 925 51.5 773 0,543 9,66 8,50

90 29,0 28.3 860 54,1 846 0,539 9,40 7,30

100 30,1 29,6 829 57,0 907 0.528 9,07 6,10

110 31,0 30,5 808 59,0 958 0,524 8,71 5,10

Далее, было произведено исследование изменения объема крон с течением времени. В таблице 7.2 приводится динамика крон сосны по объему. Для математической аппроксимации процесса была использована функция Вейбулла.

Увеличение объема крон наблюдается до возраста 50 лет, когда происходит усиленное накопление фитомассы, связанное с высоким приростом деревьев в высоту и по диаметру, причем прирост в этом

возрастном промежутке находится на достаточно стабильном уровне. После преодоления возрастного порога в 50 лет, прирост крон по объё -

Таблица 7.2 - Динамика объема крон лесных культур сосны

Возраст, пет Объем крон, м* Изменение объема, м*

среднее текущее

20 2.2 0,11 -

30 3,3 0,11 0,11

40 4,4 0Д1 0,11

50 5,4 0,10 0,11

60 6,2 0,10 0,08

70 6,7 0,09 0,05

80 7,1 0,08 0,04

90 7,4 0,08 0,03

100 7,6 0,07 0,02

110 7,6 0,07 0.00

му постепенно начинает снижайся, становится достаточно стабильным и незначительным, а в возрастном промежутке 100-110 лет показатель практически не изменяется.

Достаточно интересным и информативным видится множественная зависимость, отражающая характер динамики среднего объема крон деревьев в древостоях разного диаметра и возраста. Оказалось, что она отображается уравнением множественной корреляции вида:

У= -1,005+ (-0,043М) + (0,437*0); Я1 - 0,98 где: V— средний объём кроны, м3;

А - средний возраст, лет;

В — средний диаметр, см.

8. Взаимосвязи некоторых таксационных показателей в культурах

сосны

Известно, что у стоящих деревьев одни таксационные показатели легко доступны непосредственному измерению, поэтому установление их средних значений в целом не представляет трудности, а определение

других показателей достаточно осложнено. В связи с этим возникает вопрос о возможности установления среди их величии, трудно поддающихся наблюдению признаков с использованием величины других, легко доступных для измерения и взаимосвязанных с первыми.

Установление связи между диаметром на высоте [руди ствола и его высотой в пределах древостоя имеет важное практическое значение. Оказалось, что в возрастном промежутке от 20 до 60 лет эта связь может быть аппроксимирована прямой линией (МЛ. Дворецкий, 1957, Л.И. Кондратьев, 1933).

Для каждой пробной площади по данным, полученным при вычислении показателей меры связи, были рассчитаны уравнения зависимости высот И диаметров.

В результате получены средние корреляционные уравнения по группам возраста:

21 - 40 лет - Н = 0,63 * Д|4 + 2,3; К2 - 0,97 41 -60 лет - Н = 0,85 * Ди +3,8; К1 = 0,96 где: Н — высота, м;

Д]^ —диаметр на высоте груди, см.

Был нроведен анализ зависимости протяжения кроны от возраста. Искомая связь отображается уравнением линейной функции. Получено уравнение вида:

Ькр, = 2,50+0,09* А; К1" 0,96

где Л — возраст, лет.

Изменение диаметра крон с возрастом выглядит следующим образом:

Окр. = 1,2+0,03* А. К1 - 0,88

Связь диаметра на высоте груди со средним диаметром кроны для искусственных древостоев сосны разных возрастных групп меняется по уравнению:

21 - 40 лет - Х>м = 7,0* 0«„ - 4,0. Я1« 0,89

41- 60 лет - 0,.3 = 7,2* 1)кр - 4,0. Я1 - 0,91

61 и более лет - 1>и - 7,9* Г»,р - 4,0. К1» 0,91

Полученные взаимосвязи смогут найти свое применение при

разработке методов дистанционного гаучения лесов, могут быть использованы в моделировании хода роста древостоев.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В достаточно длинном ряду проблем, решение которых обеспечивает уровень ведения лесного хозяйства, вопросы искусственного лесовосстановления по праву занимают одно из первых мест. История создания лесных культур на территории Красноярского края насчитывает уже более ста лет, однако до сих пор таксационным аспектам и характеристике искусственных древостоев не было уделено достаточного внимания.

В результате настоящего исследования удалось решить ряд задач, имеющих теоретическое и практическое значение для организации инвентаризации культур сосны в центральной части Красноярского края и рационального ведения хозяйства в них.

Установлены закономерности строения древостоев по основным таксационным показателям, а также по диаметрам и объемам крон. Выявленные особенности строения нашли отражение в таксационных нормативах для оценки искусственных древостоев.

Определены особенности динамики таксационных показателей, позволяющие осуществлять прогноз и делать ретроспективный анализ в характере роста и развития древостоев. Получено ряд взаимосвязей между таксационными признаками в культурах сосны, которые смогут найти свое применение при использовании методов днетанцнонного зондирования и моделировании процессов роста древостоев.

В результате выполнения исследования разработан ряд таксационных нормативов:

- ряды распределения числа стволов искусственных древостоев сосны по диаметру;

- таблицы динамики таксационных показателей;

- упрощенная товарная таблица и таблица динамики товарной структуры;

- таблица динамики объема крон деревьев;

- выявлены взаимосвязи между рядом таксационных и морфологических показателей.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Павлов И.Н., Кузьмичев В.В., Усанин B.C., Шевелев СЛ., Петрова Е.В, О росте лесных культур сосны в Ачинской лесостепи // Лесная таксация и лесоустройство, JTa 1 (30), Красноярск, 2001. С. 58-60.

2. Усанин B.C. Особенности строения лесных культур сосны по диаметру в центральной части Средней Сибири // Актуальные проблемы лесного комплекса. Сборник научных трудов. — Брянск, 2002. С. 33-35,

3. Усапин B.C. Некоторые закономерности строения лесных культур сосны обыкновенной в центральной части Средней Сибири. Н Лесная таксация и лесоустройство, >Га 1 (31), Красноярск, 2002. С. 58-61.

4. Усанин B.C. К вопросу о строении лесных культур по высоте // Лесной комплекс: состояние и перспективы развития. Сборник научных трудов. Выпуск 5. — Брянск, 2003. С. 72-75.

5. Усанин B.C. Лесные культуры и почвы в Ачинской лесостепи Красноярского края // Лесной комплекс: состояние и перспективы развития. Сборник научных трудов. Выпуск 5. — Брянск, 2003. С. 75-78.

6. Усанин B.C. Некоторые закономерности строения культур сосны центральной части Красноярского края но кроне // Матер. XVII межд. научн.-студ. конф. «Студент и научно-технический прогресс». Новосибирск, 2004. С. 194-195.

7. Усанин B.C. Динамика основных таксационных показателей лесных культур сосны обыкновенной // Лесной и химический комплексы — проблемы и решения (экологические аспекты): Сб. статей по матер. Всероссийской науч.-практ. конф. Т.1 — Красноярск: СибГТУ, 2004. С. 302-304.

8. Усанин B.C., Ковалев ДА. Закономерности строения культур сосны по морфологическим показателям кроны // Лесной и химический комплексы — проблемы и решения (экологические аспекты); Сб. статен студентов и аспирантов по матер, науч.-практ. конф. — Красноярск: СибГТУ, Часть 2,2004. С. 6-9.

Подписано в печать 15.11.04 г. Сдздо в производство 18.11.01 г.

Усл.-г.еч.л. 1,0. Тираж 100 экз. Итд. № 399 Заказ № iCIO,

Лицещ;ш ИД .4? 06543 16.01.02._

Редакционио-излательский отдел, типография СнОПУ 664049, г. Красноярск, стр. Мира, 82.

>24 3 59