Географические закономерности хода роста.
Ход роста насаждений
Таблицы хода роста – модели динамики древостоев.
Методы составления таблиц хода роста
Использование таблиц хода роста
Географические закономерности хода роста.
Ведение лесного хозяйства неразрывно связано с прогнозом развития насаждений. Например, после создания лесных культур или успешного содействия возобновлению лесосеки необходимо знать, какое может сформироваться после этих мероприятий насаждение, какие у него будут состав, высота, диаметр, запас древесины. От момента возникновения насаждения и до его распада и гибели, таксационные показатели, как всего насаждения, так и его компонентов – отдельных деревьев и их групп, постоянно изменяются. Направленность развития этих изменений в связи с временными параметрами называется динамикой древостоя. Прогноз динамики древостоя или его хода роста осуществляется по специальным методикам и завершается составлением моделей динамики древостоев.
Они могут быть представлены в виде аналитических уравнений или их системы, изображаться графически или быть представленными в табличном виде. Наиболее удобно выражать динамику древостоев в табличном виде. Таблицы, сохраняя в основном наглядность динамики таксационных показателей, позволяют быстро и точно получить численные значения требуемых нам величин.
Таблицы, в которых представлена динамика древостоя, т.е. показаны возрастные изменения его таксационных показателей (H, D, N, G, M, Z и др.), называют таблицами хода роста. Обычно одна таблица хода роста показывает динамику таксационных показателей одной линии развития насаждений: одного класса бонитета, одного типа леса, единого происхождения, одинакового режима ухода и т.п.
В силу множества задач, которые необходимо решать с помощью таблиц хода роста, а также из-за разнообразия древостоев по породам, условиям местопроизрастания, уровням продуктивности, полноте и густоте, районам произрастания и т.д. таблицы хода роста образуют крупные классификационные единицы. Для территорий, где используются таблицы хода роста (т.х.р.) выделяют (образуют, рекомендуют) всеобщие, общие и местные таблицы хода роста.
Из всеобщих таблиц хода роста в СНГ (республиках бывшего СССР) наибольшую известность получили т.х.р., составленные проф. А.В. Тюриным в России в дореволюционное время (в 19 начале 20 века).
Теоретическое обоснование правомерности существования таких таблиц базируется на известном утверждении этого ученого, которое сделано в 1913 году – «нормальные, т.е. чистые сомкнутые одновозрастные сосновые насаждения, имеющие в одинаковом возрасте одинаковые высоты, имели одинаковый ход роста в прошлом и будут иметь одинаковый рост в будущем независимо от того, находятся ли они в Германии, Петербургской или Архангельской губернии».
А.В. Тюриным составлены т.х.р. для сосны Архангельской губернии, обобщены германские и известные российские т.х.р. для сосны и ели. Они характеризуются очень высокими показателями запасов и общей продуктивности, но в более поздний период не подтвержденными другими разработчиками т.х.р.
В основе общих т.х.р. лежат те же принципы о единстве динамики однородных древостоев на больших площадях. Географический район их использования обычно это одна большая страна (СССР) или ее крупные части – Европейский Север России, Сибирь, Дальний Восток.
Примером общих т.х.р. являются таблицы проф.Ф.П. Моисеенко для дуба, составленные в 50е годы ХХ века. Вначале ученый составил такие таблицы для БССР. Затем, найдя их сходство с т.х.р. других районов Европейской части СССР (т.х.р. И.М.Науменко для южной части РСФСР, М.В. Давидова для УССР), он объединил материал и составил общие т.х.р. для Европейской части СССР.
Другим примером являются общие т.х.р. для сосны В.В. Загреева, составленные им в конце 80х годов прошлого века по оригинальному методу. Сделав анализ имевшихся на тот момент т.х.р. для разных областей СССР, он обобщил их и разработал новые т.х.р. для сосновых древостоев Советского Союза.
Исследования таксаторов более позднего времени, начиная с 30 х годов прошлого века и принявшие широкий размах в 50 – 80 годы, показали, что общие т.х.р. представляют собой лишь упрощенную модель динамики древостоев. На ход роста насаждений влияют климатические условия и особенности хозяйства. Поэтому началась интенсивная разработка таблиц хода роста для отдельных республик в составе СССР, областей, районов и даже лесхозов. Такие т.х.р. названы местными. Они получили очень широкое распространение.
В качестве примеров назовем т.х.р. для культур сосны, составленные в конце 30х годов Д.И. Вуевским (БелНИИЛХ) для Гомельского лесхоза, многочисленные т.х.р. для лесов Ленинградской и Архангельской областей. В Беларуси т.х.р. составляли Ф.П. Моисеенко (50е годы), В.Д.Арещенко(50е годы), О.А. Атрощенко (60 – 70е годы), В.С. Мирошников, О.А. Трулль, В.Е. Ермаков (70 – 80е годы), В.Ф. Багинский (60 – 90е годы) и другие.
Первые таблицы хода роста разрабатывались для максимально полных насаждений, которые считались эталонами для ведения хозяйства.
А.В. Тюрин такие насаждения называл нормальными. В его понимании нормальное насаждение – это такое, где нет ни одного недостающего и ни одного лишнего дерева, а потенциал почвенного плодородия используется максимально. Нормальные древостои имеют полноту 1,0. Именно такими являются т.х.р., разработанные А.В. Тюриным, как местные (для Архангельской губернии), так и всеобщие. Таблицы А.В. Тюрина на десятилетия были взяты за идеал.
Нормальные древостои, которые представляют собой идеальные насаждения, в условиях интенсивного хозяйства встречаются редко. Обычно древостои имеют полноту меньше 1.0. Для целей учета леса, сравнительной характеристики различных древостоев представляет интерес разрабатывать т.х.р. для насаждений разной полноты. Наибольшее распространение получили т.х.р. модальных древостоев. Модальными древостоями (от слова «мода»- середина) принято называть наиболее распространенные (обычно по полноте) насаждения определенной породы и уровня производительности.
Модальную или среднюю полноту обычно устанавливают по лесоустроительным материалам. Модальная полнота часто определяется для всего возрастного диапазона древостоев.
Например, ныне полнота сосновых насаждений Беларуси близка к 0,7. Более правильно находить эту полноту в разрезе классов или групп возраста. Известно, что в белорусских лесах средняя полнота снижается от 0,8 - 0,85 в молодняках до 0,6 – 0,55 в спелых насаждениях, а в среднем, действительно будет около 0,7.
Современные т.х.р. для модальных насаждений составляют как для полноты, усредненной по всему возрастному диапазону (еловые древостои Литвы по .В. В Антанайтису, т.х.р. для Беловежской пущи О.А. Атрощенко и А.Г. Костенко и др.), так и с учетом динамики полноты с повышением возраста в т.х.р. для Беларуси В.Ф. Багинского.
Разновидностью т.х.р. для разнополнотных древостоев являются таблицы, построенные по уровням первоначальной густоты насаждений, разработчиками которых являются П.В. Воропанов, М.Д. Евдокименко, Г.С. Разин. Так как вариантов первоначальной густоты много, то обычно ограничиваются 1-3 наиболее распространенными в регионе уровнями густоты.
Древостои естественного происхождения и лесные культуры имеют отличающиеся модели роста. Поэтому для лесных культур составлены отдельные т.х.р.—В.И. Рубцова, В.В. Успенского, Л.Ф. Ипатова, В.Н. Полякова, А.М. Кожевникова с соавторами (В.М. Ефименко, В.Ф. Решетников), В.Ф. Багинского и др.
Динамика древостоя зависит от режима хозяйства. Поэтому в интенсивной хозяйственной зоне имеются т.х.р., учитывающие этот фактор. В качестве примера можно назвать таблицы А.М. Кожевникова, В.Е. Ефименко и В.Ф. Решетникова для культур сосны и ели, при разном режиме рубок ухода.
Наибольшее распространение получили т. х. р. для нормальных насаждений. В настоящее время нормальными древостоями считаются те, которые имеют полноту 1,0.
Проф.В.К. Захаров отмечал, что, выявление хода роста насаждений, должно базироваться на зависимости ее от факторов внутренней и внешней среды произрастания.
Из упомянутых факторов следует в полной мере учитывать следующие:
· древесную породу и ее биологические особенности;
· возраст насаждения;
· происхождение насаждения (семенное, порослевое);
· тип условий среды местопроизрастания (ТУМ);
· физико-климатические условия (области роста);
· уровень полноты насаждения;
· уровень интенсивности хозяйствования, обусловливающий рост насаждений.
Различают стадии работ по выявлению хода роста насаждений:
· разработка методики моделирования хода роста насаждений;
· сбор полевых экспериментальных материалов;
· научная обработка полевого материала;
· оформление результатов моделирования в виде таблиц хода роста.
.Кроме этого работы, связанные с составлением таблиц хода роста насаждений, разделяются на подготовительные, полевые и камеральные. Подготовительные работы включают установление категории исследуемых насаждений, сбор материалов, характеризующих ход роста насаждений данного района, определение числа пробных площадей. Полевые работы заключаются в подыскании характерных насаждений для закладки пробных площадей, их отводе, таксации, частичной обработке полученных результатов и классификации пробных площадей по категориям насаждений. В камеральные работы входит окончательная обработка пробных площадей, проверка пригодности имеющихся таблиц хода роста, исправление и дополнение их или составление новых таблиц в случае необходимости.
Важнейшим вопросом при изучении хода роста насаждений является выбор объектов. Обязательным требованием является принадлежность их к одному естественному ряду роста и развития, т.е. объекты разных возрастов по своим таксационным признакам должны представлять собой как бы одно и то же насаждение, но в разные периоды его роста. Следовательно, объекты одной и той же породы при одинаковых условиях местопроизрастания должны быть однородны по биологическим и экологическим показателям, а различаться лишь по возрастам. При этих условиях они составят звенья одного естественного ряда. Результаты, полученные при таком исследовании (средние значения таксационных признаков, включенные в таблицы хода роста), будут характеризовать последовательные стадии развития одного и того же среднего насаждения.
Методы составления таблиц хода роста.Одним из важнейших условий составления т.х.р. является строгое соблюдение методики сбора полевых материалов, принципа группировки экспериментального материала—по классам бонитета или по типам леса. Оба способа имеют свои достоинства и недостатки. С момента появления бонитетных шкал т.х.р. составляли в основном по бонитетам. Такие таблицы удобны для организации учета леса, при сопоставлениях. Ими легко и просто пользоваться, они дают однозначный ответ на вопрос о величине запаса и других показателей древостоя конкретного бонитета в искомом возрасте.
Таблицам на бонитетной основе часто противопоставляют т.х.р. по типам леса. Первые подобные таблицы составлены Н.В. Огородовым в первой четверти ХХ века для лесов Республики Коми. Впоследствии многие ученые разрабатывали т.х.р. по типам леса. В Беларуси такие таблицы составили В.Е. Ермаков для сосны, ели и березы; И.Д. Юркевич, В.С. Гельтман и Н.Ф. Ловчий для черной ольхи и др.
Таблицы хода роста по типам леса более удобны для организации лесовыращивания, отражая конкретные условия роста насаждения. Их недостатком является неопределенность уровней производительности древостоев. Не улучшает положение применение вместо типов леса классификации по типам условий местопроизрастания (ТУМ) как это предполагают украинские ученые и их последователи: П.С. Пастернак, А.Д. Дударев, Г.С. Розин и др.. Однако в пределах одного ТУМ можно встретить древостои, характеризующиеся еще большим количеством классов бонитета, чем в типе леса из – за климатических различий в разных районах.
В современных т.х.р., составленных на бонитетной основе, установлен определенный компромисс – моделирование проводят по типам леса, учитывающим несколько классов бонитета. Кроме этого при моделировании роста и развития смешанных, сложных насаждений возникают сложности в моделировании породного состава насаждений и т. п.
Таким образом, поскольку т.х.р. в основном нужны для целей учета леса и прогноза накопления запасов древесины, то наиболее широкое применение находят таблицы, составленные на бонитетной основе,
Методы составления таблиц хода роста, начало которым в России положил Варгас де Бедемар в 40е годы XIX века, постоянно совершенствовались. К 60-70 годам ХХ века общепризнанными считались несколько методов:
· метод стационарных наблюдений;
· метод полосок (Баура), указательных насаждений, или
статистический;
· многократного обмера
Метод стационарных наблюдений. Данный метод основан на материалах периодических таксационных оценок признаков древостоев, получаемых в течение всего периода их развития (за всю их историю). Каждый выбранный для наблюдений древостой должен быть наиболее совершенным, репрезентативным для одного ряда развития.
В насаждениях, выбранных для стационарных наблюдений, закладывают постоянные пробные площади и периодически (через 5 лет) обмеряют на них деревья. Средние величины из результатов наблюдений на этих постоянных пробных площадях служат материалом для составления таблиц хода роста насаждений в соответствующих условиях местопроизрастания. Постоянные пробные площади располагаются по территории исследуемого района в соответствии с общестатистическими требованиями к планированию эксперимента.
Однако вследствие субъективности подбора, наблюдаемые древостои, могут оказаться не модельными и, кроме того, в ходе их развития, стать и не наиболее совершенными. Метод отвечает принципам построения отдельных рядов развития, но не системы классов производительности (бонитета). Основной его недостаток - длительность срока получения данных наблюдений.
Метод Гейера. Гейер, стремясь сократить время сбора исходной информации, предложил ограничиться наблюдениями за ростом древостоев на постоянных пробных ппошадях периодом в 10-20 лет, повторяя таксацию древостоев через 5-летний или другой более короткий срок. Средние по каждому наблюденному признаку наносят на график Т / t , где: Т - наблюдаемый таксационный признак, t - возраст. Точки, отражающие значения признака, в каждом насаждении соединяют отрезками прямых линий, получая таким образом, систему ломаных линий, каждая из которых характеризует изменение таксационного признака за весь наблюденный период в 10-20 лет. Через систему этих ломаных кривых, проводят обобщающую линию, характеризующую развитие признака во времени.
В методе Гейера содержатся все основные недостатки предыдущего метода - субъективность получения исходной информации, отсутствие системы рядов - классов производительности, длительность наблюдаемого периода в 10-20 и более лет.
Метод Гартига, Метод основан на разовой таксации древостев различных по возрасту. Древостои объединяются в ряды развития на основе единства в ходе роста, которое устанавливают по данным анализа роста стволов деревьев. Данные сравниваются с показателями, характеризующими рост деревьев в наиболее старом насаждении, получившем название «указательного», Сходство в данных является основанием для объединения насаждений в однородную совокупность или ряд развития.
Метод Баура. Собирают массовые материалы наблюдений на основе разовых обмеров деревьев в древостоях, различных по возрасту и производительности, и обрабатывают их графически. По оси абсцисс откладывают возрасты, по оси ординат, изучаемые таксационные признаки (высота, запас, сумма площадей сечения стволов и др.).
Точки на графике, образующие некоторое поле и расходящиеся от начала координат веером, отграничивают сверху и снизу кривыми. Расстояние между этими кривыми делят на части - полоски, принимаемые за классы производительности (бонитеты). Средины этих полосок аппроксимируют динамику средних значений таксационных признаков во времени. Использование материалов наблюдений массовых объектов и прием совместной их обработки с построением классов производительности дали основание называть этот метод статистическим.
Статистический метод составления таблиц хода роста насаждений имеет ряд недостатков, которые состоят в несовершенстве графического приема обработки опытного материала; крайние кривые на графике, являющиеся базовыми, проводят по небольшому числу разбросанных точек. Вместе с тем метод Бауэра дает возможность получить систему рядов производительности, или классов бонитета, чем в лучшую сторону отличается от предыдущих методов. Вместе с тем при осуществлении метода отсутствует контроль принадлежности таксируемых насаждений к одному естественному ряду развития. Естественным рядом принято называть совокупность однородных насаждений, достигающих одинаковой средней высоты в определенные возрасты и характеризующихся общностью развития и роста по другим таксационным показателям. Однако, несмотря на эти недостатки, статистический метод составления таблиц хода роста насаждений после внесения в него некоторых уточнений находит практическое применение.
Типологический метод. Типологический метод разработан в Финляндии Ильвессало И. в 1927 г. Материал подбирают на экологической основе по типам леса, в рамках которых получают усредненные характеристики динамики таксационных признаков с возрастом, пользуясь графическим или аналитическим способом.
Типологический метод составления таблиц хода роста насаждений предполагает группировку экспериментального материала по типам леса. При этом методе сначала устанавливают наиболее распространенные для изучаемого района типы леса. Для каждого из выделенных типов леса закладывают несколько пробных площадей, характеризующих древостои разных возрастов. Правильно отобранные пробные площади являются эталоном для насаждений разного возраста, относящихся к одному естественному ряду. Поэтому пробные площади, закладываемые в старых древостоях, должны характеризоваться таксационными показателями, которых через определенное время достигнут более молодые насаждения, и, наоборот, таксационные показатели молодых насаждений должны определять прошлое старых.
Отбирая по напочвенному покрову совокупности пробных площадей, характеризующих один естественный ряд насаждений, следует иметь в виду, что типичный для данных условий роста напочвенный покров складывается обычно в среднем возрасте.
Однако стройной системы классов производительности при этом методе не получается потому что типы леса в молодых и искусственно созданных древостоях неясно выражены и их выделение сопряжено с ошибками.
Метод ЦНИИЛХа. Сотрудники ЛенНИИЛХ (ныне С.-ПетерНИИЛХ) П.Н. Курбатский и Г.А. Мокеев под руководством проф. Н.В. Третьякова разработали методику составления таблиц и проверки существующих, в основе которой лежал отборанный материал по типам леса.
Собранный материал проверяют на однородность, используя прямолинейные уравнения регрессии:
,
где Т - выравниваемый признак,
t - возраст,
h - высота.
При отклонении данных проб от регрессии - более 6% для коэффициента формы, более 10% для диаметра и более 15% для высоты, - их исключают из ряда Эта методика составления таблиц хода роста получила в отечественной литературе признание как метод ЦНИИЛХ (ЛенНИИЛХ).
В настоящее время считается, что нормативы, рекомендуемые Н.В. Третьяковым для разделения насаждений на однородные категории, имеют чрезмерно широкие пределы. При пользовании ими в одну категорию попадают насаждения, заметно различающиеся в ходе роста и относящиеся к разным типам леса.
Метод Брюса. Американский исследователь Д. Брюс (Bras D). развил метод Баура, предложив вместо крайних кривых на графике 'средняя высота - возраст' строить центральную кривую - ось бонитетной шкалы, принимаемую за кривую среднего класса бонитета. Из точек пересечения кривой с ординатами проводят линии параллельные оси абсцисс, пересекая ими ось ординат. Приняв затем ординату за ось абсцисс (возрасты), а левую полуось абсцисс за ось ординат (высота), откладывают от оси ординат на параллельных к оси абсцисс линиях отрезки, равные соответствующим средним высотам. Получаются точки, соединение которых с началом координат дает прямую -анаморфазу кривой высот.
По линии, отражающей анаморфированные высоты в базовом возрасте; откладывают от оси ординат отрезки в 10 футов (3 м). Точки на концах этих отрезков соединяют с началом координат, получая прямые, которые обратным приемом превращают в кривые границ классов бонитета. Недостаток метода состоит в неточности графического построения базовой кривой, усугубленной анаморфированием, и в неточности графического построения кривых других классов бонитета.
В последующем Д. Брюс применил другой прием построения классов бонитета. Выровненную графически кривую доминирующих высот в зависимости от возраста, полученную на основе всех проб, принимают за базовую для среднего класса бонитета. Кривые других классов получают редуцированием.
Метод составления таблиц хода роста модальных насаждений предложен проф. Н.П. Анучиным, использующий в качестве основы для построения таблиц производственные материалы учета лесного фонда. Он считал, что такие нормативы надо получать путем массовых наблюдений и на их основе выводить средние значения.
Обобщающей сводкой производственных материалов является таблица классов возраста, бонитетов, полноты и запасов, составляемая при лесоустройстве. В этой таблице все найденные в лесу древостои подразделяются по соответствующим классам возраста. В пределах отдельных классов возраста насаждения расчленяются по классам бонитета и по полноте. Соответственно этим подразделениям в пределах класса возраста нетрудно вывести для каждого бонитета среднюю полноту и средний запас. Для насаждений, на материале которых выводились эти средние, из таксационного описания следует дополнительно выписать среднюю высоту, средний диаметр и состав древостоя, а также вывести их средние величины. В итоге такой статистической обработки по большинству показателей, входящих в состав таблиц хода роста насаждений, получаем средние нормативы, среднеквадратические отклонения и средние ошибки.
Средние величины и их тройные ошибки с учетом знаков наносились на графики и графическим способом выравнивались. Эта же задача решалась и при аналитическом выравнивании опытных данных. Полученные средние значения таксационных показателей увязывались между собой и заносились в соответствующие графы таблиц хода роста для модальных насаждений.
Недостатком этого метода является отсутствие отбора насаждений одного естественного ряда. Среднестатистические величины для отдельных классов возраста выводятся на основании данных, характеризующих насаждения, которые в биологическом отношении могут быть неоднородными. В производственных условиях таксационные показатели отдельных насаждений устанавливают глазомерно, в результате получаемые средние значения могут быть неточными.
Другие методы составления таблиц хода роста.В течении 80-90 годов 20 века методы составления таблиц хода роста постоянно совершенствовались. Основной чертой являлось соединение в одной методике разных приемов разработки т.х.р.
Так, проф. В.Ф. Багинский при составлении т.х.р. для основных лесообразующих пород Беларуси применил статистический метод в сочетании с аналитическим с учетом идентичности типов леса и ТУМ. Собранный полевой материал анализировался по бонитетам в соответствии с принципами статистического метода, но каждую линию развития выверяли по данным анализа роста модельных деревьев.
В.В. Загреев разработал метод построения т.х.р., основанный на использовании типовых линий роста. Автором предложена сетка из типовых линий роста по всем таксационным показателям. Для отнесения древостоя к одной из этих типовых линий закладывают 3 пробные площади в 20-30, 50 и 90-100 лет и определяют индексы роста. Индекс роста – это отношение значения конкретного таксационного показателя к его величине в фиксированном возрасте, обычно в 100 лет, но иногда принимают и в 50 лет. Нахождение типовой линии роста определяется совпадением индексов.
Метод подкупает своей простотой и легкостью. На основе предложений В.В. Загреева, составлено несколько таблиц хода роста в России: по березе, осине и т.д. В то же время он не получил очень широкого применения из-за того, что типовые линии выведены с достоверностью 0,68.
Использование таблиц хода роста при лесоустроительных и лесохозяйственных работах. Основное предназначение т.х.р. быть научной основой для проведения лесоучетных работ. Сами т.х.р. при лесоинвентаризации почти не применяются. Но на их материале выводятся закономерные связи H-G, H-M.H-F, являющиеся научной основой для разработки стандартных таблиц сумм площадей сечений и запасов при полноте 1,0. Критерии полноты 1,0 в этих таблицах утвержденные в установленном порядке Минлесхозом Беларусм и используются в широкой практике. В Беларуси критерии полноты 1,0 выведены В.Ф. Багинским на основе объединенного анализа т.х.р., В.Ф. Багинского, Ф.П. Моисеенко, В.Е. Ермакова, В.С. Мирошникова О.А. Трулля, О.А. Атрощенко. Таким образом, в практике для нахождения запасов и относительных полнот применяют стандартную таблицу сумм площадей сечений и запасов при полноте 1,9.Для сокращения её обычно называют просто стандартной таблицей.
Разберем пример определения параметров по стандартной таблице.
На основе формулы запаса насаждения М=ågHF можно заключить, что с увеличением каждого из компонентов, входящих в ее правую часть, запас древесины соответственно будет возрастать. В эту формулу ни бонитет, ни возраст в качестве объемообразующих факторов не входят. Запас насаждений является только функцией суммы площадей сечений, высоты и видового числа. У множества деревьев одной породы и одинаковой высоты видовые числа в среднем близки между собой. Отсюда запас насаждения можно рассматривать как функцию высоты и суммы площадей сечений.
Для определения запаса и полноты насаждения надо использовать среднюю высоту и сумму площадей сечений, не принимая во внимание возраст и бонитет насаждения. Конкретные соотношения запасов, сумм площадей сечений, высоты и видовых чисел имеются в таблицах хода роста насаждений. Все встречающиеся в этих таблицах значения высоты можно выписать в ряд в порядке постепенного ее возрастания, начиная от самой низкой высоты, характеризующей молодняки низших классов бонитета, и кончая высотой насаждений высших бонитетов при более высоких возрастах.
Параллельно с этим последовательным рядом возрастающей высоты во второй и третий ряды могут быть выписаны из таблиц хода роста насаждений соответствующие им суммы площадей сечений и запасы насаждений. Все эти три ряда цифр можно нанести на график, отложив по оси абсцисс высоту, а по оси ординат суммы площадей сечений и запасы насаждений. Полученные два ряда точек надо соединить прямыми линиями и образовавшиеся две ломаные линии выровнять в плавные кривые. В настоящее время выравнивание делают аналитически на компьютерах, но график все равно необходим для наглядности.
По полученным кривым отсчитывают суммы площадей сечений и запасы насаждений, имеющих средние высоты, разница между которыми составляет 1м.
Таким образом, в результате анализа таблиц хода роста насаждений и графических или аналитических построений можно получить три ряда цифр:
· - среднюю высоту насаждений с градацией 1 м;
· - соответствующую каждой высоте сумму площадей сечений;
· - запасы нормальных полных насаждений.
Первая таблица такой конструкции для нескольких групп пород была составлена в 1940 году под руководством Н.В. Третьякова. При ее составлении в качестве материала использованы существующие в то время таблицы хода роста.
Таблицу сумм площадей сечения и запасов древостоев можно использовать в качестве нормативных измерителей при определении полноты и запаса таксируемых насаждений. Для этого надо найти в натуре среднюю высоту и на основе перечета деревьев или с помощью углового шаблона В.Биттерлиха определить сумму площадей сечения.
Последнюю делят на сумму площадей сечений нормальных насаждений, взятую из стандартной таблицы для соответствующей породы, и получают полноту таксируемого насаждения. Умножив ее на запас нормального насаждения при полноте 1,0, также взятый из стандартной таблицы, находят запас таксируемого насаждения.
При этом способе для определения полноты и запаса насаждения не нужно устанавливать его возраст, что является некоторым преимуществом. Второе преимущество заключается в том, что для насаждений одной породы с одинаковой средней высотой, независимо от класса бонитета, применяется единое основание для нахождения полноты и запаса древостоя, а это гарантирует сопоставимость получаемых результатов.
Учет леса должен быть в максимальной степени унифицирован на единых принципах. Поэтому при оценке степени использования насаждением условий местопроизрастания, т.е. при определении полноты и запаса следует пользоваться едиными нормативами и унифицированными методами.
Отстаивая необходимость унифицирования методов учета древесины и выработки единых нормативов этого учета, проф. Багинский В. Ф. отмечает, что этот принцип обобщений не должен игнорировать биологических особенностей отдельных пород, различий в динамике их роста и специфических особенностей среды и условий местопроизрастания. Все эти факторы должны быть учтены при разработке таксационных нормативов, измерителей и классификаций.
Классификации должны быть дифференцированы в соответствии с встречающимися в природе различиями насаждений в той мере, которая оправдывается практикой и нуждами производства. Математический метод, являющийся основой для решения научных проблем, обязывает находить в изучаемых явлениях главное, ведущее звено и в соответствии с ним делать обобщения, выводы и практические предложения.
Ряд ученых (В.В. Загреев и др.) считают, что на связь åg =f(Н) влияют условия произрастания, т.е. åg =f(Н,Б). Но это влияние незначительно и не выходит за пределы точности определения запасов при практической таксации. Поэтому в настоящее время стандартная таблица используется без деления по классам бонитета.
В Беларуси используют стандартную таблицу, разработанную В.Ф. Багинским, Ф.П. Моисеенко и др., которая утверждена Министерством лесного хозяйства в 1984 году. В настоящее время она приведена в ТКП060-2006. Стандартная таблица дифференцирована по древесным породам. Образец стандартной таблицы для лесообразующих пород Беларуси приведен в таблице.
Таблица – Стандартная таблица сумм площадей сечений и запасов при полноте 1,0 для сосновых, еловых и березовых древостоев
| Н,м | Сосна | Ель | Береза | ||||||
| G,м2 | F,0,001 | М,м3 | G,м2 | F,0,001 | М,м3 | G,м2 | F,0,001 | М,м3 | |
| 14,5 | 11,4 | 11,5 | |||||||
| 16,7 | 13,5 | 12,8 | |||||||
| 18,7 | 15,0 | 14,0 | |||||||
| 20,6 | 16,9 | 15,1 | |||||||
| 22,3 | 19,2 | 16,3 | |||||||
| 23,9 | 21,4 | 17,4 | |||||||
| 25,4 | 23,5 | 18,5 | |||||||
| 26,8 | 25,6 | 19,6 | |||||||
| 28,1 | 27,5 | 20,7 | |||||||
| 29,3 | 29,4 | 21,7 | |||||||
| 30,5 | 31,1 | 22,7 | |||||||
| 31,6 | 32,8 | 23,7 | |||||||
| 32,7 | 34,4 | 24,7 | |||||||
| 33,8 | 35,9 | 25,6 | |||||||
| 34,9 | 37,3 | 26,5 | |||||||
| 35,9 | 38,6 | 27,4 | |||||||
| 36,9 | 39,9 | 28,3 | |||||||
| 38,0 | 41,0 | 29,1 | |||||||
| 39,0 | 42,1 | 29,9 | |||||||
| 40,0 | 43,0 | 30,6 | |||||||
| 42,0 | 44,8 | 32,1 | |||||||
| 44,0 | 46,3 | 33,4 | |||||||
| 45,9 | 47,6 | 34.6 | |||||||
| 47,6 | 48,6 | 36,6 |
Пользование таблицей несложно. Например, мы нашли, что в еловом древостое имеются следующие таксационные параметры: Н=27 м, åg = 36 м2. Тогда относительная полнота равна 36/45,6=0,79; а запас определится как 581/. 0,79=459»460 м3/га.
Обобщая изложенное, отметим, что для лесоучетных целей наиболее приемлемыми являются т.х.р. на бонитетной основе. Используют т.х.р. и для прогноза результатов лесовыращивания. Здесь наряду с бонитетной основой требуются т.х.р. по типам леса. Таблицы хода роста как модели динамики древостоев применяют при оценке возможного ущерба народному хозяйству, а также при разработке проектов, связанных со сводкой леса: переводом лесов в другие угодья, что связано со строительством промышленных и сельскохозяйственных объектов, дорог и т.д. В отдельных случаях т.х.р. служат эталоном лесовыращивания отдельных древесных пород, особенно если эти таблицы учитывают режимы рубок ухода. Перечисленное применение т.х.р. является основным, хотя и не полным. Область применения т.х.р. постоянно расширяется.
Географические закономерности роста древостоев. Основатель современного лесоведения проф. Г.Ф. Морозов писал, что лес понятие географическое. Это значит, что в разных географических районах древостои будут отличаться по росту. В силу сказанного наиболее адекватно отражают динамику древостоев местные т.х.р.
В то же время понятие «местные т.х.р.» тоже не определено. Местными называли таблицы и для одного лесхоза, и для области, и для республики: Литвы, Беларуси и т.д. К тому же к 70-80 годам в СССР для одной области было составлено по несколько т.х.р. для одной породы. Особенно много таких таблиц есть для сосны и ели Севера и Северо-запада Европейской части России, южной части центрального Черноземного района, среднего Поволжья, Украины, Беларуси, Брянской области и др.
Все это усложняло практическое использование т.х.р. Необходимо было обосновать и выделить лесотаксационные районы. Лесотаксационный район – это географический район, включающий в себя одно или несколько административных образований (районов, областей), где наблюдается единая динамика древостоев одной породы в конкретных условиях местопроизрастания, что имеет следствием применение единообразных т.х.р. Подчеркнем, что лесотаксационные районы выделены именно по единству динамики древостоев. Их следует отличать от районов, где возможно применение единых сортиментных и товарных таблиц. Иногда, например, в Беларуси, эти районы совпадают, но в целом (по России) районы с единой товарной структурой древостоев значительно крупнее.
Работа по лесотаксационному районированию в СССР началась в 1971 году. Участвовали все НИИ и большая часть высших учебных заведений лесного профиля. Для Беларуси эту работу проводил БелНИИЛХ, который сегодня именуется Институтом леса НАН Б. Руководил выполнением задания проф. В.Ф. Багинский.
Перед началом работы по сравнению т.х.р. следовало определить критерии, по которым будут выделяться районы применения этих таблиц. Здесь естественно напрашивалось использование различных гидроклиматических критериев: Х. Петерсона, Т. Венка и др. Действительно, интенсивность роста конкретного древесного вида зависит от плодородия почвы, количества осадков, особенно в мае-июле и суммы положительных температур, тоже в основном в период вегетации
Для выделения лесотаксационных районов необходимо было сравнивать древостои, растущие в примерно одинаковых условиях почвенного плодородия и увлажнения. В этом случае решающим фактором при отличиях в росте становиться влияние климата. Но и здесь не все так просто. Например, в северо-западном районе России осадков достаточно, но есть дефицит тепла. В южных районах Европейской части России, в средней и южной Украине тепла хватает с избытком, но мало влаги.
По соотношению двух факторов количества тепла и влаги было установлено, что в бывшем СССР, если исключить небольшие площади субтропиков Черноморское побережье Кавказа и др., то наилучшие природные условия для роста леса существуют в Карпатах. Действительно, леса Карпат, особенно еловые, пихтовые, дубовые и буковые, пожалуй, самые продуктивные в бывшем СССР. На второе место по условиям роста вышли леса Беларуси, Украинского Полесья и южной Литвы. Некоторое исключение составила лишь небольшая территория на северо-востоке Беларуси, укладывающаяся в основном в пределы Городокского района.
Показанная система районирования в то же время была неудобна для практического применения. Она не имела четких количественных критериев, позволяющие сравнить разные т.х.р. К тому же эта система не увязывалась с административным делением, составляла разорванные и отдаленные друг от друга территории. Казалось бы, что административное деление не может влиять на динамику древостоев. Но это верно лишь в том случае, если леса не подвергаются хозяйственному воздействию. Последнее сильно влияет на динамику древостоев, и его особенности должны учитываться в зоне интенсивного хозяйства.
Например, в сходных природно-климатических условиях Латвии и Северо-Запада России интенсивность хозяйства существенно отличается. В соседних с Россией районах Латвии наблюдается более высокая доля выборочных рубок, т.е. рубок промежуточного пользования и постепенных рубок главного пользования, что приводит к различиям динамики однотипных древостоев. Поэтому понадобились иные количественные критерии выделения лесотаксационных районов. В,В, Загреев предложил в количестве такого критерия тип роста. При отличии типов роста (5% разницы) он выделял отдельный район.
Проанализировав предложенные типы роста, В,Ф, Багинский пришел к выводу, что они характеризуют особенности динамики древостоев конкретного района с достоверностью 0,68, т.е. 32% реальных линий роста укладываются в предложенную сетку типовых линий. Другой критерий предложили Л.И. Крестьяшин, В.Г. Рубцов и А.Г, Мошкалев. Они считали, что в качестве критерия здесь следует принимать отношение н/д или Hср/Dср. Но этот критерий зависит от интенсивности рубок ухода значительно больше, чем от географического района. Поэтому признания он не получил.
Все сказанное вынудило разработать новый критерий районирования. По предложению проф. Ф.П. Моисеенко и В.Ф. Багинского критериями районирования т.х.р. стали величины, равные 1/3 разницы между таксационными показателями соседних классов бонитета в т.х.р. При лесотаксационном районировании лесов Беларуси эти критерии установлены по анализу 20 т.х.р., составленных для нашего государства и соседних областей России и Украины.
Руководствуясь названным критерием районирования, сделано лесотаксационное районирование Беларуси. Для этого использован экспериментальный материал 2300 пробных площадей. Весь материал разделили на три группы по месту сбора, приуроченному к лесорастительным районам Беларуси. Затем для каждой группы вывели динамику таксационных показателей: H, D, G, F, М. Оказалось, что внутригрупповая изменчивость этих показателей была иногда выше чем между группами. Конечно, полного совпадения динамики таксационных показателей не наблюдается, но это объяснимо естественной изменчивостью. Отличия выделенных подрайонов от соседних не выходят за минимальные значения критериев районирования. Оказалось, что, некоторое повышение количества осадков в северной части страны компенсировалось более длительным вегетационным периодом на юге.
В целом же ход роста древостоев на всей территории Беларуси оказался схожим, т.е. лежал в пределах допустимых отклонений. Это позволило сделать вывод, что для лесов Республики Беларусь необходимо разработать и применить единые т.х.р. без деления на какие-то районы. При выполнении вышеописанной работы для СССР выделено 17 лесотаксационных районов. Как показали дальнейшие исследования леса Украины, Прибалтики, Европейской части России в лесотаксационном отношении районированы хорошо. В лесах Урала, Сибири и Дальнего Востока выделены слишком крупные районы, которые требуют уточнения.