Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние площади роста деревьев на их морфолого-таксационные показатели

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Влияние площади роста деревьев на их морфолого-таксационные показатели"



^ ^^СБ0лР!^;ГОСУДЛРСТЗЕНБАЯ ТШОЮГСЧЕСКАЯ щдейЕ

На правах рукописи

ВАЙС 'Андрей Андреевич ;

ЗЛИЙНИ2 1ШЗДЯ РОСТА ДЕРЕВЬЕВ "НА ИХ '.¿ОРЮЯСГС-- ТАКСАЦИОНШЗ ПОКАЗАТЕЛИ

06.03.02. - Яесоус?ройе?5о и

АВТОРЕФЕРАТ.

диссертации на соискание учекоЗ степени . кандидата. сельскохозяЯстзенгак вгр:

Красноярск - 199§

?;д'.;о?а заполнена на кафедре лесной таксации и лесоустройства Кгйсиокрской государственной т-.'хнологичвско;. акацании

Нг.-.уси5кй руководитель - цоктор биологических наук, ■ профессор В.В.Кузьмичев

оппоненты - цоктор технических наук, профгесор Г.А\.Доррер кандидат сельскохозяйственных наук В.Я.Грибанов

Вотуа.-ге преллрияткг - Восточно-Сибирское лесоустроительное предприятие

■Защита диссертации состоится "33 м 1995 года

г. (й часов на заседании диссертационного совета Д 063.83.02 при Красноярской государственной технологической академии по адресу: 66004Э, г.Красноярск, пр.Мира,,82, КГТА.

Ваши отоивы проыш направлять по указанному выаз адресу (в двух.экземплярах).

С диссертацией мотно ознакомиться, в библиотеке академии. Автореферат разослан "б " йЛра^.^ 1995 года.

Ученый секретаре- , С.ЛДзвелев

диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных наук

ОБЩАЯ ХАРШШЙТИКА РАБОТЫ

Актуальность тела,'. Известно, что самой высокой степенью благоприятного экологического воздействия обладай? более долговечные, высокопроизводительные, сомкнутые, находящиеся в активном' возрасте лесине массивы, особенно в зонах с наличием загрязнения окружающей среды, расположенных обычно в густонаселенных регионах. К такой категории лесов относятся Средне - . обские боры Новосибирской области. Изменения полезных свойств лесоз в том или ином регионе определяется процессом рос-та деревьев в древостоях..Заготовка древесины и использование её в хозяйственных целях продляют консервации углерода в биологических средах, .если врубаемый запас восполняется в процессе, роста. Наблюдение за естественным процессом роста позволяет изучить конкуренцию, дифференциации и отпад деревьев. Без знания этих явлений невозможно создать прогноза динамики продуктивности лесов. В настоящий период, б связи с погашением экологи- • ческой значимости лесник массивов, увеличивается роль исследований не только ценозов, но л отдельных деревьев, составляющих древостой. Последствием конкурентной борьб« внутри ценоза является отпад деревьев. Существующие таблицы хода роста в малой степени отражают истинные' процессы отпада деревьев в нормальнее по полноте древостоях, что связано с методикой »ос построения и малым количеством наблюдений на постоянных пробных площадях. В 60-ыэ годы ео многих странах появились методы изучения пространственной структуры дрезостоез, в основе которых лежа™ разные способы построения площадей роста для кадцого дерева. Таким образом,-- появилась возможность проводить исследования процессов роста на уровне отдельного дерева. Слабая изученность этого вопроса в отечественной науке сдеркизает развитие новых направлений в лесной таксации, оценке производительности древостоев и биопродуктигности отдельных деревьев. Создание прогнозных имитационных моделей на основе изучения пространственной структуры отдельных деревьев позволяет учесть в . них процессы конкуренции й отпада, а такяе дает возможность оценивать производительность древостоев не-, путём усреднения таксационных параметров, ас учётом.сложившейся структуры древостоя. '

Цель работы. Основной целью работы является изучение процессов отпада и конкуренции в сосковых древостоях високой сомкнутости, а также биопродуктивности отдельных деревьев.

Выли поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать динамику морфометрических параметров деревьев на постоянных пробных площадях за период с 1973 по 1991 годы.

2. Выбрать метод, позволявший характеризовать пространственную структуру древостоев через площадь роста деревьев: проверить возможность оптимизации густоты древостоев.

3. Проанализировать процесс естественного изреживания (отпада) деревьев ■»•' соответствии с классификацией Крафха. Изучить ход роста.деревьев с использованием "коэффициента налря-генности". Определить величину конкурентного ц случайного отпада отдельных деревьев в древостоях, установить наиболее значимые тыссадионао-простуанотвенные признаки для их прогноза.

4.' Рассчитать' .парше к ынааественные уравнения; для зависимостей морфолого-таксащюгпшк признаков деревьев от плода-дей роста. Проверить применимость' закона 3/2 на. имеющемся материале.' '

Объект исследования. Фактотесотй материал собран на сдп-надцати постоянных пробных площадях, .заложенных в 1373 году экспедицией Института леса и дрееесаш; СО АН СССР и повторно . обмеренных в 1991 году на'восьми пробншс площадях при личной участии автора. Пробы -заложена в тассах условю-одноаозраст-нях сосняках брусничного типа леса. 'Пробные пзоцадк находятся е Среднеобских,борах Новосибирской области. Все деревья на участках закартированы и обмерены (1973 г. - 3327 ат.; 1991 г. - 2083 от.). Полученные данные позволяет .ка-уровне отдельного дерева изучить процессы пространственной "перестройки4,, роста и отпада за восемнадцатилетний период. . ..

Научная новизна. Заключается а изучении процессов роста и отпада отдельных'деревьев в древостое и влияния .на- них конкуренции между деревьями ка постоянных пробник площадях. Ш-мммо изучения реакции деревьев на конкуренция по величине прироста, расслзагриваются вопросы перестройки пространственной структуры (площади роста) отдельных деревьев с учетоы прироста а отпада. Определена "зона отпада" - условное значение кри-

ткческого расстояния меяду деревьями,•с которого в данном возрасте угнетённее дерево прекращает сбои жизненные функции. Сделана попытка определить оптимальау» площадь роста отдель-|«е деревьев. Рассчитаны регрессионные -уравнения, учитиьшдке зависимость процзсса хода .роста отдельных деревьев от пхоз-адк роста. Полученные уравнения отргаазл "истакнуоидинамкху ходе, роста к структуры древостоя.

Практическое значение. Заключается в разработке хласск-фикдционно.й шкалы роста отдельных деревьев на основе коэффициента напряжённости, которая кокот быть использована при рубках ухода. Оценка роста деревьев в динамике на основе площадей питания (роста) и отпада деревьев позволяет учесть влияние конкуренции, и пространственной структуры на морфокетричее-кие параметры деревьев.

Полученное на с скове эмпирического материала лине&гое регрессионное уравнение для значения видового цилиндра дереза позволяет составить таблицу бкопродуктишости отдельного дерева з древостое. Большое внимание в работе уделено иссяздозза-нию отпада деревьев. В результате получена уравнения, позво-• ляющие учесть структуру отпада деревьев в верхнем и нижнем ярусах, по количеству и запасу. Составлены уравнения, которкз . позволяют по морфэметриче ским и пространственным параметрам дерева определить вероятность вытавакия дерева. Даётся оценка методов изучения пространственной структуры на уровне древостоя. 'Предложены нормативы густоты для Среднеобск-к боров Но-госибирской области. Установленные регрессионные уравнения являются основой при создании имитационной модели роста "од-новозрастных древостоев? ч ,

Апробация работы. Проведена на ежегодных региональных научных конференциях. Результаты исследований млеют 'положительный отзыв от Западно-Сибирского и Восточно-Сибирского лесоустроительных предприятий. Работа проводилась по госбюджетной теме "Разработка методов прогноза динамики пространственной структуры 'смешанных древостоев с использованием азрокосми-ческой информации" с 1969 года с оформлением ежегодных научных отчетов. Автор являлся ответственным, исполнителем по данной научно-исследовательской теме.

Объем и'рубрикация диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, списка литературы и.,приложения. Объем дис-

•сертации с. , в т.ч. ' УбУ е., текста, 42 таблицы на А? е., рис. на 3/ е., библиография на с. (219 наименований, в т.ч. 56 /на иностранных языках), два приложения на ^ е.*

В первой главе дается обзор изученности вопросов, затронутых в работе. Вторая глава посвящена природным условиям района исследований. В третьей главе отраяены программа и методика исследования. В четвертой главе рассматривается динамика шрфометрических показателей деревьев пробных площадей за восемнадцатилетний период, а тахяе перегруппировка стволов по диакетру- на высоте груди. В пятой главе исследуются Еопро-сы, связанные с расчётом площадей роста и оптимизацией пространственной структуры отдельных деревьё?. В шестой главе рассматривается классификация деревьев по ростовым и пространственным параметрам и .учет отпада деревьев по количеству и запасу. В седьмой главе получены парные и множественные зависимости, морфопараметров дерева от площадей роста: проверка.правила 3/2 на имеющемся материале.

Глава I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Изучение влияния пространственной структуры на развитие древостоя имеет продолжительную историю. Ецё основополохчих "учения о лесе" Г.Ф.Морозов постоянно отмечал в своих работах роль и значение борьбы за существование между древесными растениями как фактор развития. Целый ряд ученых, рассматривая строение (структура), дали этим понятия« не только теоретический, но и практический смысл. Проанализировав существующие мнения по поводу определения понятия "пространственная структура", за основу взят подход В.Ф;Лебкова (1992), который считает, что древостой можно представить как совокупность: а) отдельных деревьев, б) элементарных участков леса. По его ынекив, существует пять'факторов, обуславдиваящих тйп строения -древостоя: число деревьев на единице площади (густота .древостоя) ; равномерность размещения стволов на территории; возрастная структура насаждения; состав пород; занимающих данную территорию; порядок смещения пород. Дополнив классификация ' В.Ф.Лебкова, мы предложили схему изучения пространственной структуры древостоя и методов её оценки. Она даёт возможность

установить уровень исследования древостоя в зависимости от поставленных целей (инвентаризация лесов, составления таблиц хода роста или построение имитационной модели роста отдельного дерева).

Для характеристики деревьев по росту недостаточно знать число стволов на единицу площади и среднее расстояние между деревьями. Необходимо установить и размещение деревьев на данном участке. Методы оценки роста и конкуренции, основанные на учёте размещения деревьев на данном участке, имеют преимущества перед традиционными таблицами/хода роста "гибким" подходом к ростовым процессам, основанном на пространственной неоднородности деревьев, и учётом размеров "соседей". Рост дерева и исход конкуренции между деревьями зависит от того "пространства роста", которое оно занимает. В одноярусных дреЕОСтокх исследователи определяют понятие "площадь роста", как пространство, имеющееся в распоряжении дерева и не используемое соседями.

Глава 2.. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ .РАЙОНА. ИССЛЕДОВАНИЯ

• Среднёобские боры, общей площадь» 525 тыс.га, расположены- в северной части Алтайского края и етной части "Новосибирской области на правом берегу реки Оби. Согласно схеме лесорас-' тительного районирования,.исследуемая часть территории Средне-обских боров входит а лесостепную зону, подзону северной лесостепи и отнесена к Приобско-боровому району. Объектом исследования являлись сосняки меисто-ягодникового типа леса, которые составляют Л% от общей площади сосновых насаждений. Сосна в этом типе иадо подвержена грибным заболеваниям, характеризуется хорошей очшцаемостьв от сучьев, способна производить крупную и среднюю деловую древесину. Насаждения выполняет болькуо почвозащитную роль. Леса этого типа, по совокупности ряда признаков (сухость, освещенность, наличие ягод и других) наиболее ценны в экологическом отношении. В связи с близким месторасположением объекта к зеленой зоне города Новосибирска повышается рекреационная роль Среднеобских боров. ■ Активное-.лесопользование в Среднеобских борах (I927-IS6Q г.) привело к'преобладанию в насаждениях молодняков, а в настоящее время - средневоз-' растных'древостое», которые дают большой средний прирост, «ем

это было в прошлом веке. Рациональное лесопользование и перевод земель из 2-ой группы в 1-го привели к накоплении общих запасов древостоев.

Глава 3. МАТЕРИАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЩАЯ МЕТОДИКА

3 качестве основного материала послужили данные II проб-ннх площадей в сосновых условко-одновозрастных древостоях кзксто-ягоднихоеого типа леса I и 2 классов бонитета. Возрастной ряд представлен пробоми от 15 до 100 лет. Постоянные проб-нуе площади размещены на территориях Сузунского леспромхоза (4 п/п) и %нгисского мехлесхоза С7 n/ri) Новосибирской области, Размер тахсационно-дешифровочных пробных площадей определялся исходя и.э требования наличия на них не менее ¿00 дере-йьеа основного элемента леса. Методика закладки координатных пробных площадей описана в ОСТе 56-69-БЗ, Не освещённыз в литературе или отличающиеся от принятых в.кесотаксационных исследованиях методы изложены и диссертации. Обмер деревьев на опытных участках осуществлялся измерительными инструмента!.«, выпускаемыми отечест£Онной промышленностью. По морфологическим признакам деревья разделялись на классы роста.(классификация Крафта). В IS9I году ьвделялась отдельная категория -"уськающие" деревья. Постоянные пробные площади.Выли заложены а 19*73 году экспедицией Института леса и древесины СО Äff СССР. На II постоянных пробах захартированк деревья .общей численность» 339? штук. 1фоведено геоботаническое описание пробных площадей, взято 34 модельных дерева. 3 1991 году был произведен повторный обмер деревьев с участием автора на b пробных площадях с общей численностью ¿£¡83 стуки. Весь экспериментальный материал был обработан на ЗЗ'а. Для расчётов - использовались известные статистические методы обработки: корреляционный, регрессионный, дискрииякаитный.анализы, а также описательная статистика рядов распределения. Площадь роста рассчитывалась по метода Фрезера.' ЗшодноншЗ объем половых работ и наличие.средств. автоматиз'крованкой обработки экспериментального материала позволили произвести исследования с высокой степень» точности и надежности.

е

В- качестве теоретической'основы для исследования зкнамккк древостоя моле? быть взята матеыатическ&я• ыодель структурно;" популяции КареваГ.П. .Каждое дерево в лесной'экосистеме характеризуется. возрастом. А (лет) и набором динтгееских переменных Х-[ X,, Хп] -

Б качестве компонентов Хс выбираются принятые в лесной гян-сашш морфологические показатели дерева - высота, цигыотр на си-соте груди, диаметр кроки, биомасса отдельна* компонентов и другие. Единица измерения времени Ь -гсд.

. Структурная нелинейная модель популяции- в в. обв;ем виду описывается следующей системой дифференциальных уравнений:

с х )

Здесь Р - в обв,ек виде нелинейная фгнквия, описывавшая процесс изменения динамических переменных. %н;шия 0<{Цопределяет влитие конкуренции ыеяпу отдельными деревьями с популяции на скорость изменения переманн-х-Згл функция обычно задается в виде:

где1(£4х) - векторная функция.распределения плотности числа деревьев;

- Пункция, описквг.'оЕ.-ая конкурент!,тс иезду деревьями. Следующее уравнение списывает процесс изменения функции распределения .плотности числа деревьев в связи с их -гибелью:

' Г.л

где^(Дз^СЦЧ)- сункция,описывающая, интенсивность отпада; §1(1} - Мнения, описывавшая, влияние'-конкуренции'на отпад деревьев К ИЬеЮГ&Я ту зэ структуру, ЧТО .

Оценка' ятих и ряда других зависимостей на основе данных уравнений-является теоретической базой-данной работы.

Бее это является подготовительной работой для составления ииитшшонноЯ модели роста древостоя на основе изучения роста отдельных деревьев с учет-ом их размещения.Уравнение прироста,по-.чучг.е'гае для ибяользования в имитационнкх моделях,являются экпи-и пслутапирическики.аналога».®.ургвкен11й,цспэл'ьзус:.я,-х ь. ?к.олого--!г геологических ыоделях.ПутвИ их обобщения к енолиоа по--осгетические -и пвактическиз выводы. -

£

Глава 4. ДИНАМИКА ШКЮЛОШЕСКИХ .ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Сравнительный анализ изменений, прошедших за 18-летний период на пробных площадях, с данными таблиц хода роста Розин-га С.Д. и Григорашенко И.А. даёт возможность сделать следующие выводы. Рост деревьев по диаметру и высоте активно продолжается. Полнота древостоев не снижается, а по.некоторым проба;-! и увеличилась ($6, б, ЗР.1, Р'4, 9 2). Наибольший' процент прироста приходится на молодые насаждения ( И, !Н, .!,'2), когда в дреЕОстоях интенсивно проходят процессы дифференциации. : По количеству, стволов пробы являются более густыми • в сравнении с данными■из таблиц хода роста. Наибольшие отличия в молодняках (до 50 лет), "к 70 годам значения густоты выравниваются.

При изучении динамики радов распределения по естественным ступеням толщины была использована методика А.И.Тарашке-вича (-1936)..Установлено, что с возрастом число стволов, которые не меняют свой ранг, возрастает, а затем стабилизируется на уровне 80-90$. Характеризуя переход деревьев на одну ступень, молено сказать, .что с возрастом процент таких деревьев уменьшается и стабилизируется на уровне 7-18^.- Переход на 2 или 3 ступени отмечен в молодых насаждениях и находится на уровне др 10%. Наиболее неустойчивыми являются средние по раз-мерям деревья, постоянный ранг имеют деревья салшх низких и высоких естественных ступеней толщины.

Изучая изменчивость таксационно-морфологичёских признаков деревьев, установили, что коэффициент вариации как в статичных, так и в динамичных рядах с возрастом убывает, что под. тзерздает выводы многочисленных исследований,. Абсолютные значения коэффициентов несколько выше литературных.. данных, ■ что . объясняется перегущенкостью древостоев. Наиболее варкабельны-. ми являются площадь роста и диаметр на высоте груди, что позволяет предположить наибрльшую"лабильнрсть" диаметра на высо-. те груди и разнообразие площадей роста а значит, и максимальное отражение через эти признаки услоний роста. Точность наблюдений соответствует требованиям яесотак.сационной практгаи (3-5 %). ...

Ю

Глава 5. ПЛОЩАДЬ РОСТА

Исходя из анализа литературы, установили, что наиболее точным методом определения площади роста является метод фрезера. Предполагается, что деревья захватывают площади питания пропорционально их площади сечения на высоте груди и обратно пропорционально расстоянию от данного дерева до .элементарного участка. Исходными данными для расчётов полигонов площадей роста являются координаты деревьев, их морфологические параметры. Для того, чтобы максимально устранить "краевой" эффект, при расчётах площадей роста учитывается.и деревья, стоящие за пробной площадьв.

В процессе вычислений было апробкронано несколько вариантов определения площадей роста. Вместо.плоцади поперечного сечения на высоте 1,3 м. использовались различные морфологические параметры и. их. комбинации. Результаты анализа коэффициентов корреляции площадей роста с приростом деревьев показали, что с возрастом зависимость размера дерева от пространственной структуры возрастает (0,48 в колодняхах, 0,80 э спелых насаздениях). Наилучшими параметрами 'дереза, отразсакцими зависимость прироста от площади роста, являются высота дерева (Н^), диаметр на высоте груди (Д*^ 3) и их комбинация (

Оптимизация пространственной структуры является валшым методом "перестройки" древостоя при рубках ухода. При определении оптимальной густоты была использована методика Тог/азиу-са Г.О. с соавторами (1976). Основываясь на данной методике, рассчитали оптимальную величину площади роста и числа деревьев на гектаре. Уравнением, навлушаш'образом•алпроксямируэдим зависимость - £ ( вр) . , является логарифмическая кривая вида: л У= О.Б) • Установлено, что корреляционное отношение зависимости прироста по объему от площади роста характеризуется высокой .теснотой связи (0,62-0,85). При этом аргументы уравнений д V - а + 8 в р , значимы .на уроскё Ы-2; <¿=0,05). 3 случае, когда при расчетах площадей, роста•исполь-' -зуются'только деревья первого яруса, корреляционное отношение между 'переменными снижается (0,04 - 0,72).••.Причина этего- н более низкой занисжости деревьев первого яруса от пространства роста. Результаты показали, что даяний метод аффективен только з модальных: или пройденных рубяой ухода дреаостоях, когда при-

и

Зависимость примета по объему ст ппош,аои. роста

(ПП-Ы8)

Рас.

рост не зависит от световой конкуренции. Оптимальная площадь роста меняется от 0,46 до 7,0 м. Те же расчёта, выполненные для деревьев I яруса, даэт результаты, соответствующие фактической площади роста: от 0,64 до 17,6 к. йорыаткш густоты предлагается вычислить, основываясь на деревьях I яруса. Сравнительный анализ оптимальной густоты и табличных дашшх ■Я.А. Григсращенко показывает, что до 60 лет оптимальная густота нк-табличных данных, а в спелых, древостоях табличное число деревьев превышает оптимум на 35-6?£.

/Ж

Глава б. 1ШССШККАДИЯ И ОТПАД ДЕРЕВЬЕВ

Анализ роста отдельных деревьев на основе классификации Крафта показал, что деревья дифференцируются- по '.классам роста в соответствии с рангом каждого дерева: высота наибольшего' диаметра кроны у деревьев I класса меньше, чем у деревьев 2 класса, или незначительно преБывает, что показывает.на возможность вычисления средней высоты расположения наибольшего диаметра крон для верхнего яруса. Процент отпада для деревьев 4'' и 5 классов варьирует от. 14 до 6CfS, значительно превышая отпад верхнего яруса,-при этом отпад у деревьев 3 класса составляет максимально 20%' от числа-деревьев в этом классе роста. Процентное распределение деревьев по классам роста указывает на возрастные изменения числа деревьев I и 2 классов роста (увеличение), постоянный процент для 3 класса (l8-¿¿7%) и рост с возрастом (до 100 лет) процента деревьев ,4 и 5 классов.

. Одним из показателей,' характеризующих рост и конкурентные взаимоотношения отдельных деревьев,, является коэффициент напряженности. По зависимостям вида G< ¿/И - |?(Д , D, 3) и имеющими линейную форму, была составлена классификационная скала для нормальных по густоте (1Э73 г.У и естественно изрежениых древостоев (1991 г.). Входными параметрами являются возраст и диаметр -на высоте груди.: Выходными параметрами: относительная площадь, поперечного сечения (&1Ъ/Ц), коэффициент роста ) и категория - класс дерева

по Ярафту.

На основе морфолого-таксапионных показателей и площади роста было-проведено разделение деревьев на диагностические классы (яивые и мертвые), методом дискриминантного'анализа. Получены линейные' уравнения,' которые пбзволяют идентифицировать деревья на .живые и отмерпие. Все уравнения достоверны по критерия Sanepa. Важное значение при идентификации объекта hmsqt тгсоцгнт ошибок при классификации. • Ярави-льно- опр'еделлвт-ся' как живые 50-Ый деревьев, а как'.мертачэ - 69-91^. Ьсяп Г/читывать, что а лесохозяЯственной практике уровень достоверности 663 считается достаточным, то полученные уравнения мокко использовать для прогноза отпада.'- Установлено, - что диаметр на ¡гцсоте- груди является лучшим'. классификатором для живых де-рзвьев. Площадь•роста -служит наилучшим классификатором' при

идентификации мертвого дерева (отпада).

Автором предлагается после изучения динамики площадей роста (учёт роста и отпада деревьев) следующая схема классификации деревьев: •

- деревья, имеющие большое жизненное пространство и про' должающие активный рост; Iй - деревья, имеющие большое жизненное пространство, но в

конкурентной борьбе эти особи уступают "соседям"; 2е- - деревья второго яруса,- имеющие невысокие величины

площадей роста, но высокую интенсивность роста; '¿^ - деревья второго яруса, потерявшие свою жизненную активность и имеющие высокую вероятность попасть в категорию отпада.. " Для того, чтобы установить степень влияния на прирост 'пространственного показателя и размеров деревьев, были рассчитаны уравнения вида: и дТч^- { (^ддд) . Форма связи уравнений линейная. 'АнаДизируя функцию Еида д1ъи= можно сказать, что уровень корреляции меняется от очень.слабой до значительной (0,093-0,564). Из этого мокко сделать вывод о том, что влияние структурных пространственных изменений с возрастом незначительно влияет на линейные размеры деревьев. Первоначально сформировавшаяся структура определяет рост деревьев на протяжении их жизненного цикла. Высокая степень тесноты связи размеров . дерева с его приростов: ДсС)^* а+ 6 подтверждает вывод о высокой пластичности деревьев и определяющем елиянки размеров на дальнейший процесс'роста растений в ценосе. .

Процессы'дифференциации деревьев активно идут в период с 20 до 50 лет, с уменьшением количества стволов на 52$, а;по запасу - до 22%. Отпад в ссковном происходит за счет деревьев подчиненного яруса (до 70%). Изменение величины годового естественного изрежквания древостоев, разделённых на два яруса, описывается уравнениями еледуглцего вида: прямой - Р =4,470--0,027-А для второго яруса и константой для первого -Р=0,3б-А, 'где Р - годовой процент отпада 'Ш и А - возраст древостоя (лег)..' ' ■:. -..:■"■' : '

При исследовании конкуренции гнезду Деревьями большое зна-чекие инеет дальность влияния одной особи на другую - "зона

УН

.влияния". Для определения фактической зоны елияния предложено понятие г зона отпада. Имеется а виду расстояние между' деревом - сухостоем (отпадом) и конкурентом. Некоторая субъективность в определении конкурента может быть устранена наличием достаточного количества наблюдений (расстояний). ilo точкам экстремума было-рассчитано:уравнение параболического.веда: L =0,676+0,272 Dj з - 5Е - i-t^z . где L - .расстояние меяцу деревьями Ы); диаметр дерева на высоте груди (см).

Данное уравнение позволяет на основании размеров конкурента и изучения фактического отпада определить радиус воздействия деревьев друг на друга. Число "соседей" с возрастом меняется и зависит от густоты и характера размещения. Количество соседних деревьев в среднем не превышает шестнадцати.-ааанкм моментом з изучении вопросов конкуренции является то, з каком соотношении находятся кроновая и корневая конкуренция. Радиус поиска зоны конкуренции превышает радиус кроны для среднего дере-Еа в 0,9-2,1 раза, а для максимального - в 1,7-3,9 раза.

Глава 7. ВЗАИМОСВЯЗИ ШОДАДЕЯ РОСТА 'С МОРЖЫОГЖСШИ

■шлзатедямСдеревьез' '.

Установлено, что наиболее-информативными являются два параметра дерева: диаметр на высоте груди ( К)}3) и площадь роста ( Sp ). Для выявления связи этих признаков с. морфологическими ■ показателями дерева были рассмотрены парные зависимости. Наилучшие уравнения,.характеризующие связь'морфологических показателей с диаметром на высоте груди,'.имеет следующий вид:

S = exp(o+B D,3) ft а 0,71 - 0,94 (4 );

Н=а + R »'ü,3o - 0,03 (.$");•

■L-0.-+§t\s. . R* 0,19 - 0,ü7 (é );

DU-ü+pD|S 0,26 - 0,84 (7):

Уравнения зависимости морфологических' показателей от площади роста имеет следующий вид:

D0 = a+6 £g.SP R = 0,68 - о,95 ( 3);

W^ a + BEq Sp R з 0,34 - 0.&9 ( з •);

*DW» о* 8 В = 0, 41 - 0,79 ' ( /о );.

L - R = 0,19 - 0,60 ( ¡j).

¡S

а колодняках зависимость иорфологических параметров от площади роста с возрастом увеличивается и объясняется это тег,!, что в этот период активно идет процесс .дифференциации деревьев, связанный с конкуренцией в почвенной сфере. Повышение коэффициентов корреляции в приспевающих древостоях объясняется 'тек, что в этой категории ::есных гасалщений процесс конкуренции деревьев, составляющих один ярус, завершился. Сделан вывод о ток, - что диаметр на'высоте груди и плосадь роста, определяют- рост различных морфологических признаков дерена, а значит, могут быть использованы для прогноза продуктивности дре-Бостоев.

Рассчитаны модели'вида ,,5) Произведение,

высоты на площадь поперечного сечения имитирует объел цилиндра с основанием, взятым на высоте груди (еицзеоЙ цилиндр). Высокий уровень корреляции (К =0,63-0,9?) позволяет использовать полученные уравнения множественной регрессии для прогнозирования роста по.объему деревьев сосняков - брусничников. Аргументы выравниваются б зависимости от возраста:

0.а = 2633 - 69,7А Р = 0,95 ( Г2>;

65,4 - 0,65А {? =-0,61 (13);

й^=-1В4,5+5,7А Р=0,67 Ш).

Общее уравнение будет иметь следующий еид:

Н=2633 - 69,7.А + (85,4-0,65.А).Зр+(-1&4,5+5,7).Ц1(15).

На уровне древостоя были проведены расчеты для проверки, правила 3/2 при оценке объема среднего дерева через среднее расстояние между деревьями. Общее уравнение, отражающее правило 3/2, имеет следующий вед:

14Р = 0,0101 ¿р ( 16 );

где Уср - средний объем дерева, м

ир - среднее расстояние мевду деревьями, м.

Оценочные критерии имеет следующие значения (Р =0,97}£г*0,0ь2; V- - 5ЬХ). Заменяя в формуле ( 16 ) Бр* получили уравнение! гада:

Уср - - 0,054 + 0,°45 чЗр ■ ■ ( /Г .

с оценками- ( Р '.= 0,977;-€э = 0,071; ¥ = 261).

Так?« образом, геометрическое подобие (правило 3/2) соответствует естественным условиям-роста деревьев в древостое.

ВЫВОДИ И ЗШОЧШЕ

Но результатам' исследований динамики роста деревьев постоянные пробных площадях, заложенных в сосняках-брусни-к::-ках Среднеобских боров, мокно сделать следующие еызоды:

I. Наблюдения за.ростом деревьев показывают, что. изменения средних таксационных показателей древостоя на временных'• пробных площадях (статика), соотзетстзуэт изменениям на постоянных пробннх площадях (динамика), что 'позволяет использо«;1Г.!-таблицы хода роста, составленные для данного сегиоиа (1 щ'еняо И.А., Розинга С.Д.), при учете лесного фонда.

В чистых одно возрастных -.сосновых древостоях лу-.-цпм способом оценки влияния пространственной'структуры на прирост деревьев является вычисление площадей роста, а из разных способов их определения предпочтение следует отдать методу фрезера. •Корреляционное отноиение зависимости прироста по объему от площади роста характеризуется гысокой теснотой•связи,. что позволяет использогать данный параметр при.оценкепродуктивности Дре-гостоев". Деревья первого яруса'характеризуются ц'зяьаей,зависимость!) от пространства роста, чем деревья второго яруса. Установлено, что оптимизация густотк в'сосняках брусничниках по методу Томапиуаа, через площадь роста и прирост деревьев,. г сомкнутых по полноте' древостояк, '• рассчитанная для дрегостоя з. целом, не.эффективна. При изучении конкуренции необходимо исследовать средние по размерам деревья, а при учёте более.постоянных 'пграметроз древостоя,' ггаприызр, бонитета, рассматривать деревья сагаос вксохих ступеней толщины.

3. Процентное распределение деревьев■по. классам роста Крафта указывает- на'во.зрастнйэ изменения.числа деревьев 1ц 2 классов роста (увеличение)постоянный процент для 3 класса (16-27$) и уменьзение с возрастом (до :100 лет) процента деревьев -4 и 5 классов. Создание динамической шкалы по. "коэф&шквя-гам напряжённости" зозмохно как для отдельных густотньк групп аревостоев.(нормальные, модальные,'оптимальнее и т.д.), так и 5ез учета динамики роста. Составлена динамическая шкала- классификации отдельных деревьев по ккзнённоыу пространству, основанная, на анализе динамики площадей роста. Изменения в пространственной. структуре оказывают слабое или незначительное влияние на прирост, деревьев по диаметру; з то же время линейные размеры

дггева тесно взакйосвязаны с его приростом. Процессы дифферев-. .:-:апии деревьев сосняков брусничников активно идут в период с .... ао 50 лет. Отпад происходит за счет деревьев подчинённого • :rvc&. Изменение величины;годового конкурентного отпада.описи-' д-.чотся линейной функцией, а случайный отпад - константой, йаи-to:ico шрьируюзиык из шрфолого-таксационных и пространственна параметров является:- диаметр-на высоте груди и площадь роста,* что подтверадавт значения коэффициентов вариации, а ?.;:сгр12й'ШантныЕ анализ указывает на наибольшее влияние этих признаков при разделении деревьев на живые я мертвые. На основании изучения расстояния '.мевду усохшим деревом и кйнкурен-предложено общее уравнений для определения. "потенциального" отпада. Установлено, что радиус поиска зоны конкуренции преЕкааст радиус кроны б среднем в 0,5-2,4.раза, ыаксимйлько е i,'■> —3,9 раза. ,

4. ¡¿кокественная заБисймссть b - ( , S, Ä) позволяет осуществить прогноз объема деревьев различного размера к возрае-га. При использовании -правила 3/2 на уровне дре-зосгон установлено, что обьем среднего дерева характеризуется высокой теснотой связи с клоцадьо роста для линейной зависимости Vci>--p(Sp). -

. Полученные такий образом лееореимеские выводы и иодели связи позволили, установить закономерности влияния пространственной структуры через площадь роста на деревья сосняков.'брусничников -и могут быть использованы применительно к другим дре-üoevoKti. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в на-, хле&влзнии создания имитационной модели роста ..сосняков, учитывающей структуру древостоя и.конкуренцию между отдельными деревьями. ■: СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДЙССЕРТАЦИЙ '

I. Вайс A.A., Подвербных С.Г.,-Диншяюа отйада в-■ Среднеобских • -;'..-.»:. /У Лесная таксация к лесоустройство. Межвуг. сб. науч. тр.--Краскоярск-: СТИ, 1992. - с. 60-67.

¿.'Бакс A.A. Классификация деревьев по'морфологическим показате-7.«-« // Хесная таксация-.и лесоустройство. Межвуз. сб. науч. тр.-Красноярск: СТА, 1993. - с. 73-79. ': ' ';.-.'-

3. Вайе A.A. Динамика изменчивости ткксационно-пространственных параметров - древостоя С-в печати ).

1Ъ

4. Вайс A.A.,. Кузьмичез B.B. КласснЗянеция д«р?пьеп и-ыертьке по мосфэструктур-ным параметрам дерэта ( з пс-гл'.-: ■ б. Вайс A.A. Дкнаьгика пространственной структуры состг. печати ).

6. Вайс A.A. Зона отпада как результат конкур«-:«!*!! > ревьями С з печ-?.тм ).

7. Вайс A.A. Правило 3/2 при оценке объема среднего .;• печати ).

г КГТ/}, т. /00 МЗ., /er¿т.