возрастных – соответственно 43…78 %, 48…89 %, 57…71 % и 59…104 %.

Отметим, что достоверные данные о строении древостоев по показателям прироста могут быть получены лишь на пробных площадях со сплошной рубкой деревьев.

Закономерности строения и варьирования показателей прироста деревьев в древостоях используются при разработке методов учета прироста насаждений, повышения продуктивности леса.

7.4. Особенности строения молодняков

Строение молодняков отличается значительно большим размахом таксационных показателей деревьев по относительным ступеням и величиной их варьирования, чем в спелых насаждениях.

Формируемые естественные молодняки на вырубках чаще всего являются условно одновозрастными, но могут быть при условии сохранения подроста предварительного возобновления и условно разновозрастными. Так, по исследованиям В.С. Моисеева (1971), редукционные числа возраста деревьев RА для молодняков хвойных пород составили 0,7…1,3, лиственных – 0,5…1,5. На это явление влияют лесорастительные условия, технология лесозаготовок и некоторые другие условия.

Ряды распределения деревьев по ступеням толщины в молодняках хорошо выравниваются по кривым Пирсона I типа. С увеличением Dср значения эксцесса уменьшаются, асимметрия приобретает положительное значение.

Коэффициент изменчивости d1,3 в молодняках составляет

Сd = 40…60 %.

Ранги средних деревьев сосны и осины по диаметру равны – 60…70 %; ели, березы – 70…75 %. Редукционные числа Zd имеют гра-

ницы в древостоях:
	Rd = 0,2…2,5 при Dср ≤ 5 см;
	Rd = 0,2…2,0 при Dср = 6…12 см.
	Строение по Rh	и изменчивость высот деревьев Сh в молодняках
также обусловлены величиной Dср древостоев. Так, рассматриваемые
признаки здесь составляют:
	Dср ≤ 4 см		Сh = 40…50 %	Rh = 0,4…2,0
	Dср = 5… 8 см		Сh = 30…40 %	Rh = 0,5…1,7
	Dср = 9…12 см		Сh = 20…30 %	Rh = 0,6…1,5

Ряды распределения деревьев по высоте описываются кривой ГрамаШарлье типов В и А.

182

Коэффициент изменчивости объема стволов в молодняках I класса возраста равен 85…100 %; II класса возраста – 75…85 %. Редукционные числа RV здесь составляют 0,2…4,4. Ряды распределения описываются кривой Пирсона I типа.

Распределение деревьев в молодняках по видовым числам f также имеет закономерный характер кривой нормального типа. Коэффициент изменчивости Сf составляет 8…12 % в естественных насаждениях и 7…8 % - в лесных культурах.

В насаждениях искусственного происхождения варьирование таксационных показателей деревьев и их редукционные числа значительно меньше, чем в естественных молодняках. Это объясняется однородными условиями произрастания индивидуумов в лесных культурах.

7.5. Строение насаждений по морфологическим показателям

Кморфологическим показателям леса относятся строение полога древостоев и пространственное размещение составляющих их деревьев.

Изучением полога насаждений в нашей стране одним из первых начал заниматься проф. Г.Г. Самойлович (1926) в связи с внедрением в производство дистанционных методов учета лесных ресурсов. Им разработана методика анализа полога лесных насаждений, описано строение полога тех и других пород.

В последующем исследования в этом направлении проводились многими учеными (Баранов, Моисеев, Сухих, Харин, Киреев, Дмитриев, Кузьмичев, Любимов, Вавилов, Белов и др.) в насаждениях различных пород и лесорастительных районов. Выявлены факторы, влияющие на строение полога леса. Подробно эти вопросы освещаются в курсе «Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве».

Косновным показателям, характеризующим морфологию полога насаждения, относят: форму и размеры крон, виды полога, сомкнутость крон и полога, густоту и расстояние между деревьями, закономерности распределения деревьев по размерам крон и закономерные взаимосвязи морфологических и таксационных признаков.

Рассмотрим строение насаждений по длине lк и проценту Рк, а также диаметру Dк кроны деревьев в древостоях как вопросы, непосредственно относящиеся к таксации леса. Показатели сомкнутости крон и полога, густоты и расстояния между деревьями в насаждениях охарактеризованы в главе 6.

Исследованиями установлено, что деревья по относительным ступеням длины крон lк в древостоях распределяются по кривой нормального

183

распределения вероятностей. Ряды характеризуются лишь незначительной асимметрией и определенным отрицательным эксцессом. Амплитуда редукционных чисел Rlк суживается с возрастом с 0,29…1,90 в молодняках до 0,4…1,57 в перестойных насаждениях. Очевидно, это связано с интенсивным отпадом на этапе старости и отмирания деревьев со слабо развитой кроной. В целом по разновозрастному насаждению размах Rlк составляет в среднем 0,22…1,83.

Распределение деревьев по процентам длины крон Рк подобно нормальному распределению частот вероятностей и передается функцией семейства кривых Пирсона I и II типов. Сужение границ предельных значений редукционных чисел Рк происходит с возрастом от 0,32…1,81 до 0,45…1,56. В целом по разновозрастному древостою RРк составляет в среднем 0,27…1,69.

												min
Осина												max
Береза
Листв енница
Ель
Сосна
												Rdk
0.0	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4

Рис. 7.4. Границы редукционных чисел диаметров крон

Как сообщают И.Д. Дмитриев и др. (1981), редукционные числа диаметров крон Dк составляют: для сосны – 0,4…2,0; ели – 0,2…2,0;

березы – 0,4…2,0; осины – 0,4…1,8; лиственницы – 0,35…1,70.

Наибольшая плотность распределения деревьев по Dк приходится на относительные ступени признака 0,6…1,2 (рис. 7.4). Изменчивость длины крон деревьев в древостоях составляет 18…47 %, процента длины крон – 24…34 % и диаметра крон – 30…35 %.

Закономерности полога леса используются в решении задач автоматизированного дешифрирования аэрофотоснимков на ЭВМ.

Необходимость изучения пространственной структуры древостоев объясняется потребностями развития методов дистанционной инвентаризации лесов и более детального изучения роста и производительности насаждений. В.Ф. Лебков (1967), В.В. Кузьмичев (1970), С.Л. Шевелев и

184

В.В. Кузьмичев (2003) и др. относят изучение пространственной структуры к теории строения древостоев. Основным методом при этом признается аппроксимация эмпирической встречаемости деревьев по площади теми или иными теоретическими функциями распределения вероятностей.

Факторами, обуславливающими тип строения древостоя, авторы считают число деревьев на единице площади или густоту леса, степень равномерности размещения индивидуумов на территории и порядок смешения пород.

Относительную густоту описываемого древостоя разные исследователи предлагают находить разными приемами. Так, L.H. Reinecke (1933) определял ее делением фактического числа деревьев на единице площади на число стволов максимально полных древостоев в зависимости от их Dср. Для этого F. W. Uilson (1946) делил среднее расстояние между деревьями на Нср древостоя.

Т. Фрей (1968) считает, что сначала нужно определить тип размещения особей при помощи координат поля размещения, а затем уже сравнивать эмпирические ряды с теоретическим распределением. Площадь роста отдельных деревьев определяется по плану насаждения соединением прямыми линиями расстояний с соседями. Полученные линии делятся пополам перпендикулярами, которые, соединяясь между собой, ограничивают площадь роста каждого дерева. В дальнейшем этот метод был модифицирован (F.K. Stohr, 1976) делением упомянутых линий пропорционально диаметрам деревьев.

Х.Х. Туллус (1987) отмечает, что пространственные параметры древостоя в виде среднего расстояния, площади роста и коэффициенты конкуренции деревьев взаимосвязаны между собой. Значения всех индексов конкуренции находятся в прямой зависимости от размещения деревьев и густоты древостоя.

Полученные результаты в последующем могут быть использованы при описании процесса динамики структуры древостоев количественными методами.

7.6. Важнейшие взаимосвязи таксационных показателей деревьев в древостоях

Научно-методической основой методов таксации леса являются существующие математические взаимосвязи таксационных показателей деревьев между собой. Их выявление имеет важное теоретическое и практическое значение.

185

В практике лесного хозяйства издавна используются эмпирически установленные в древостоях соотношения между d1,3 и h деревьев. По построенному графику определяются средние высоты ступеней толщины, всего древостоя и верхняя высота насаждения.

На тесноту связи между d1,3 и h деревьев в одновозрастном насаждении определенное влияние оказывает возраст: в молодых древостоях – очень высокая (η = 0,94); в перестойных – снижается до значительной (η = 0,64). Корреляционные уравнения связи между ними имеют различный вид и зависят от породы, условий местопроизрастания, Аср, сомкнутости полога и происхождения древостоя. Чаще всего связь выра-

жается уравнением h a0 a1d1,3 a2d12,3 a3d13,3.

Различными исследователями установлены и другие виды регрессий:

h a d1,3 b;	h d1,3 a d1,3		b;	h a lg d1,3 b;
	h a lg d1,3 b d1,3 c;
	h a d 2	b d	c.	(7.8)
	1,3	1,3

Шпейдель выявил тесную коррелятивную связь в древостоях между d1,3 и V стволов (кривая объемов). По графику находятся средние объемы стволов в ступенях толщины, в древостое, а в дальнейшем – и запас всего древостоя. По современным исследованиям, эта связь описывается функциями:

V	a d в	;	V	a d 2	в d	c.	(7.9)
ств	1,3		ств	1,3	1,3

Копецкий установил наличие прямолинейной тесной связи в древо-

стоях между g1,3 и V стволов (прямая объемов): Vств=а0+а1g1,3. По современным исследованиям,

V	a g в	;	(7.10)
ств	1,3

и имеет вид S-образной кривой.

По проф. М.Л. Дворецкому, в древостоях прямолинейные связи от g1,3 имеют также объемы сучьев, коры и прироста ZV объема стволов.

Проф. Н.В. Третьяков при составлении таксационных таблиц использовал следующие формулы зависимостей для элементов леса:

d1,3 f a0 a1 d1,3;		h f a0 a1 h;
qn g1,3	a0 a1 g1,3;	qn h a0 a1 h;
qn a0	a1 lg d1,3.	(7.11)

186

Широко известны закономерные соотношения между f и q2 стволов, множественные корреляции между f и q2, h, между f и d1,3, h, рассмотренные в главе 4.

Уравнения процентов приростов объемов стволов, разработанные проф. А.В. Тюриным, проф. М.Л. Дворецким, Шнейдером, Пресслером и другими исследователями, приведены в главе 5.

Исследования показали, что в одновозрастных древостоях существует прямая связь между Zd и d1,3 деревьев, передаваемая различными уравнениями (η = 0,79…0,85 – в молодняках; η = 0,29…0,35 – в перестойных лесах):

Zd a0 a1 d1,3;

	Z	d	a		d a1		ea2 d1,3 ;
				0		1,3
Z	d	a		a		d		a d	2	. и др.	(7.12)
			0		1	1,3		1 1,3

Выявлены высокие связи между Zd и Vств, Zg и ZV стволов, процентами приростов Рg и РV деревьев. С возрастом понижается теснота связи от высокой до значительной между высотой и приростами объема. В молодняках связь прямая, значительная; с годами она падает до умеренной или слабой – между h и Zh, Zd и Zh, становится слабой и переходит

в обратную – d1,3 и Zh, PV.

Умеренна связь в одновозрастных древостоях между h и PV, Zh и ZV,

Ph и PV деревьев.

В разновозрастных лесах во всех типах возрастной структуры сохраняется тесная связь диаметров с приростами объема, процентами прироста Рd и РV деревьев. Умеренна связь между d1,3 и Zh, ZV стволов.

В практике лесного хозяйства могут быть использованы уравнения

многофакторных функций прироста древостоев:
Z f Z			d	, d 2			, h ;
V						1,3
P f Z	d	, Z			h	, d		, h .	(7.13)
V						1,3

Исследованиями В.В. Кузьмичева (1977) установлены функции прироста по диаметру древостоев от возраста, средней высоты, Дср, среднего расстояния между деревьями и запаса на 1 га (R2общ = 0,580). Для определения текущего прироста запаса им предлагается использовать алгоритм для разных возрастов леса

Mea1 Hсрa2 Dсрa3 N a4 .

Втаксации леса особое место занимают морфологические показатели леса – строение полога насаждений и пространственное размещение деревьев. На этих признаках насаждений основаны методы учета леса

187

дешифрированием аэрофотоснимков, совершенствование подходов к изучению роста древостоев, выявление процессов формирования насаждений и др.

Исследованию взаимосвязей морфологических признаков полога насаждений и общих таксационных показателей деревьев посвящены работы многих авторов. Они обобщены в монографии П.М. Верхунова (1975), приводятся также в книге В.В. Кузьмичева (1977).

В одновозрастных древостоях выявлены тесные прямые связи между диаметрами крон Dк и d1,3 деревьев (в хвойных спелых насаждениях r = 0,64…0,92; лиственных – r = 0,48...0,87); между Dк и Аср и средним расстоянием lср между деревьями. Более тесная связь проявляется между площадями проекции крон Sк и площадями сечений на высоте 1,3 м g1,3 деревьев (r = 0,78…0,92). На характер этой связи мало влияют происхождение, лесорастительные условия и возраст насаждений. В сильно изреженных лесах коэффициент корреляции между Dк и d1,3 понижается до 0,47…0,58. Более слабая связь между указанными признаками в лиственных (Д, Ос, Б) насаждениях, очевидно, объясняется биологическими различиями пород.

Менее тесная связь обнаруживается между Dк и h деревьев. В естественных насаждениях теснота связи между ними закономерно снижается с возрастом от r = 0,95 в молодняках до r = 0,44 в перестойных древостоях. Сказанное находит свое объяснение в неодинаковых темпах приростов деревьев с возрастом по высоте ствола и диаметру крон.

Уравнения регрессии между диаметрами крон и изучаемыми таксационными показателями деревьев выражаются в виде связей:

d1,3 или	h a D	в;	d1,3	или h a D2	в D	c ;
	к			к	к

d1,3 или h a D3	в D2	c D e .	(7.14)
к	к	к
С объемами крон Vк в древостоях тесно (η = 0,80…0,89) коррелиру-
ют объемы стволов:
lgVств a lgVк b.			(7.15)

Выявлены также существующие значительные прямые связи между протяжением кроны lк и диаметрами d1,3, высотами h, объемами V ство-

лов (η соответственно равна 0,48…0,81; 0,56…0,81 и 0,66…0,73). Влия-

ние породы, происхождения, условий местопроизрастания, полноты и возраста древостоев на характер указанных связей не обнаружено.

С размерами крон деревьев в насаждениях в определенной мере связан прирост стволов по таксационным показателям. Так, Büsse (1930) выявил наличие связи Zd стволов от размера крон (длины, диаметра и

188