11.ХОД РОСТА НАСАЖДЕНИЙ

11.1.Содержание и классификация таблиц хода роста

насаждений

Таблицы хода роста представляют собой математическую модель возрастной динамики таксационных показателей насаждений одного естественного ряда развития. К отмеченной категории леса относятся древостои, одинаковые по составу, лесорастительным условиям, происхождению, характеру роста и хозяйственному воздействию.

Теоретической предпосылкой таблиц хода роста является обусловленность закономерностей роста и развития леса биологическими и экологическими условиями. Характер роста древостоев поколений одной породы определяется рядом факторов:

а) биологическими особенностями породы; б) почвенно-климатическими условиями по лесорастительным райо-

нам; в) происхождением насаждения и возрастной структурой леса;

г) первоначальной густотой и полнотой древостоя; д) характером антропогенного воздействия на насаждение.

Такие таблицы ранее составлялись чаще всего для чистых одновозрастных нормальных древостоев с ненарушенным ростом. В последнее время проводится исследование смешанных, модальных по полноте, различной первоначальной густоты и разновозрастных древостоев по поколениям леса.

Содержание таблиц хода роста может быть отражено в следующих вариантах:

1)с разделением древостоя на основной (господствующий) и второстепенный (подчиненный) пологи;

2)с приведением таксационных показателей для всего древостоя, в том числе для отставшей в росте части леса;

3)с приведением таксационных показателей для всего древостоя. Обычно в таблицах отражаются следующие таксационные показате-

ли:

основного полога – Нср, Dср, N, Mга, ΣGга, HF, М t , M ; второстепенного полога – n0, d0, h0, Σg0, m0;

всего древостоя – M Aобщ , Z nM A n , ZM A n.

Приведем следующую классификацию многочисленных таблиц хода роста насаждений.

1. В территориальном разрезе составляют таблицы:

284

•региональные, зоной действия которых выступает лесотаксационный район или территория, с которой собран экспериментальный материал. Теоретической их основой признается наличие региональных особенностей роста насаждений, зависимость строения древостоев от лесорастительных условий, макроклимата района;

•общие (в пределах страны). По мере накопления местных таблиц хода роста, установления существующих корреляционных связей такса-

ционных признаков с Нср древостоев, условиями среды и географическими районами появляется возможность перейти к теоретическим обобщениям, выявлению общих закономерностей продуктивности лесов;

•всеобщие, в пределах ареала произрастания породы. В основе их - признание наличия единства естественного хода роста насаждений породы разных лесорастительных районов и условий произрастания.

2. По группировке материала различают следующие таблицы:

•бонитетные;

•типологические;

•почвенные;

•с учетом классов бонитета и типов лесорастительных условий.

В пределах класса бонитета теоретически могут быть объединены совершенно противоположные типы леса.

Класс бонитета с возрастом в существующих таблицах хода роста ведет себя по-разному:

а) не меняется (сосна – по всеобщим таблицам А.В. Тюрина, таблицам Варгаса-де-Бедемера; дуб – по таблицам Б.А. Шустова IV-V кл. бон. и др.);

б) возрастает (ель – по всеобщим таблицам А.В. Тюрина; дуб – по таблицам Б.А. Шустова I- II кл. бон.; сосна – по всем типам леса финляндских таблиц и др.);

в) снижается (ольха (ч) – по всеобщим таблицам А.В. Тюрина; дуб – по таблицам Б.А. Шустова III кл. бон.; ель, сосна – по таблицам Н.В. Огородова по всем типам леса и др.).

Проф. Н.В. Третьяков различает 3 типа роста и развития древостоев: обычный, с падающей и возрастающей энергией роста с возрастом. Поэтому он считает несостоятельной идею составления общих и всеобщих таблиц хода роста насаждений. В последующем эти типы роста подтверждены исследованиями В.В. Загреева (1978), Е.И. Цурика (1992), Л.Ф. Лебкова (1992) и других авторов.

При составлении таблиц хода роста насаждений по типам леса необходимо учитывать следующее:

285

а) изменение облика насаждения и напочвенного покрова в одном и том же типе леса с возрастом;

б) географическую обусловленность типов леса и различие в производительности одного и того же типа леса в разных лесорастительных районах;

в) резкую нарушенность нижних ярусов растительности одного типа леса при низовых пожарах.

Составление таблиц хода роста по почвенным разностям встречает многие трудности по установлению степени богатства почвы по внешним признакам, наличию двучленных почвенных разностей и т.п.

3.По степени подробности таблицы подразделяются на следующие

виды:

• сокращенные, с приведением лишь некоторых таксационных показателей для всего древостоя;

• полные, с приведением всех таксационных показателей, выделением основного и второстепенного пологов, показом отпада и общей производительности;

• дополненные данными динамики товарной структуры древостоя;

• включающие сведения о динамике фитомассы стволов, кроны, подземной части;

• комплексной продуктивности: биологической, хозяйственной, экологической.

4.По составу древостоев существуют таблицы для чистых и смешанных пород.

5.По возрастному строению имеются таблицы для одновозрастных, условно одновозрастных и условно разновозрастных древостоев. В целом для всего разновозрастного древостоя на всех этапах таксационные показатели стабильны и меняются мало. Поэтому в таких объектах исследуются ход роста отдельных поколений леса и взаимоотношения их на отдельных этапах развития разновозрастного леса.

6.По степени сомкнутости полога выделяют таблицы для нормаль-

ных, модальных, оптимальных насаждений и для различной первоначальной густоты леса.

Таблицы хода роста нормальных насаждений предназначаются для изучения закономерностей строения насаждений, выявления относительной полноты таксируемых древостоев.

Таблицы модальных насаждений служат для определения возрастов спелостей и рубки леса и решения других лесохозяйственных задач, связанных с оценкой фактического состояния лесного фонда, степени использования лесных земель.

286

Таблицы оптимальных насаждений рассматриваются как эталон ведения хозяйства и служат для решения практических вопросов хозяйства.

Таблицы хода роста с различной первоначальной густотой удобны при проектировании размера промежуточного пользования лесом и ряда задач выращивания леса.

7. По происхождению различают таблицы для естественных семенных, порослевых насаждений и лесных культур различной густоты.

Таблицы хода роста имеют большое практическое значение в лесоустройстве при установлении размеров несплошных рубок и промежуточного лесопользования, определении возраста спелости и рубки леса, лесоинвентаризационных работах и решении ряда задач планирования в лесном хозяйстве.

11.2.Методы составления таблиц хода роста насаждений

Кнастоящему времени в таксации леса разработан ряд методов составления таблиц хода роста существующих и прогнозируемых насаждений, различных по трудоемкости работ, решению теоретических и методических вопросов изучения динамики леса, отражению региональных и общих особенностей роста древостоев и др.

Рассмотрим научные основы методов составления таблиц хода роста насаждений в их историческом плане.

1. Исторический метод. Это самый простой способ составления таблиц. Он позволяет получить достоверные результаты исследования хода роста насаждений.

В типичном молодом насаждении закладывается постоянная пробная площадь, на которой через каждые 5…10 лет проводятся повторные перечеты с вычислением всех таксационных показателей древостоя и отпада. Такие наблюдения должны осуществляться до возраста естественного разрушения древостоя.

В итоге будут составлены таблицы, отражающие фактические значения таксационных показателей данного насаждения в отдельные периоды его жизни.

Недостатком данного метода является необходимость длительных наблюдений за ростом леса. Подобные таблицы хода роста до настоящего времени еще не составлены: период наблюдения в странах Европы не превышает 120…150 лет.

Если пробные площади заложены в различных условиях роста леса, то этим методом могут быть построены таблицы хода роста различных естественных рядов развития и роста насаждений.

287

По мнению проф. Н.В. Третьякова, все остальные методы дают лишь эскизы таблиц хода роста леса. По сути дела, в этих таблицах отражается лишь статистика возрастных состояний таксационных показателей древостоев на данный момент. Неизвестной остается первоначальная густота леса.

2. Метод указательных насаждений, или аналитический метод.

Он разработан тремя поколениями лесоводов Гартигов в Германии в ХIХ веке и в дальнейшем детализирован проф. А.В. Тюриным и другими отечественными исследователями.

Принцип метода сводится к подбору насаждений разных возрастов по принадлежности их к одному естественному ряду роста и развития. В лесном массиве для этих целей подбираются участки леса с одинаковыми условиями произрастания определенной породы, одновозрастного типа структуры, чистые по составу, имеющие наивысшую полноту, но разные возрасты, от молодняков до перестойных. В них старовозрастное насаждение в раннем возрасте должно было иметь такие же характеристики, как и существующее молодое насаждение. В свою очередь, молодое насаждение с возрастом должно иметь такие же таксационные показатели, которыми характеризуется данное старое.

Следовательно, ход развития старого насаждения является основанием для выбора более молодых насаждений, составляющих продолжение одно другого. Это разные звенья одной цепи развития, пройденные этапы более старых, различные возрастные стадии развития одного и того же указательного насаждения.

Подбор таких древостоев и закладка в них пробных площадей с однократными обмерами проводится путем анализа хода роста в высоту и по диаметру d1,3 3…5 самых высоких деревьев. По Н.В. Третьякову, они берутся примерно ранга Рn = 85, так как самые толстые деревья – стадийно старые и быстро развивающиеся. По данным А.М. Тарашкевича (1935), Г.Е. Комина (1970) и других, в пределах периода n = 10 лет около 25…30 % деревьев в древостоях меняют свои ранги, самые же высокие стволы и раньше были такими же. В последующем это положение подтвердил проф. М.Л. Дворецкий.

По мнению проф. Н.П. Анучина, для объективного суждения о принадлежности насаждений к одному естественному ряду необходимо использовать также ход роста в высоту средних деревьев, взятых в каждом древостое.

На основе анализа отобранных деревьев получается ход роста в высоту самых высоких деревьев древостоя. При правильном подборе пробных площадей все линии роста дают расхождение не более 1 м и

288

идут параллельно друг другу. Эта разница вызвана влиянием лишь метеорологических факторов.

На всех подобранных пробных площадях осуществляется перечет деревьев, рубка моделей и вычисление всех таксационных признаков. В первоначальном варианте проводилось графическое выравнивание

данных: Hср,Dср,ΣGга и M га от Aср; HF и GH от Hcp.

Следовательно,

	M G H F ;	N	G	.	(11.1)
			gср

Внастоящее время при обработке данных используются ЭВМ и закономерности хода роста нормальных древостоев.

Достоинством метода является возможность составления таблиц хода роста в течение одного сезона.

Вто же время метод имеет следующие недостатки:

а) трудность выбора указательного насаждения, среднего для данного класса бонитета или условий местопроизрастания. Малейшая неудача в выборе отразится на всем содержании таблиц, построенных на небольшом числе данных по сравнению с их объемом и сферой применения;

б) погрешности в выборе моделей, ненормальности в росте и развитии подобранных моделей вызывают неисправимые и, главное, незамечаемые ошибки в таблицах;

в) указательное насаждение должно быть смолоду нормальным по развитию, и все фитоценозы, более молодые, должны быть одинаковыми с ним по происхождению, росту и хозяйственным воздействиям. Это требование сильно затрудняет подбор насаждений. Кроме того, они должны иметь полноту 1,0 с самого момента их смыкания.

3. Статистический метод. В 1881 году германский лесовод Баур предложил метод полосок для составления таблиц хода роста, согласно которому собирается массовый материал пробных площадей по обмеру и таксации нормальных полных насаждений определенной породы различных бонитетов, типов леса и возрастов, расположенных на территории крупного региона.

На пробных площадях производятся все расчеты, связанные с получением основных таксационных показателей древостоев, и в дальнейшем составляется точечный график. На нем по оси абсцисс откладывается возраст древостоев, а по оси ординат отмечаются запасы.

Пространство, занятое на графике веером точек, или поле рассеивания, сверху и снизу ограничивается кривыми плавными линиями и под-

289

разделяется на равные части по числу устанавливаемых классов бонитета. Проведенные крайние кривые принимают за границы высшего и низшего бонитетов. Посредине каждой полоски проводят среднюю кривую запасов. Разница в показателе производительности в 100 м3 считается достаточной для выделения одного бонитета.

По разделенным классам бонитета проводится распределение пробных площадей. В дальнейшем графически или аналитически устанавливаются Нср, Dср, ΣGга и другие таксационные показатели, предусмотренные таблицами хода роста, по классам возраста.

Полученные данные взаимно увязываются (N, Dср и ΣGга; Нср, Fср и Мга) и заносятся в таблицы.

Способ прост по применению и наглядности.

Недостатками этого варианта статистического метода составления таблиц хода роста являются:

а) неопределенность в проведении ограничивающих кривых для крайних бонитетов, вследствие чего распределение пробных площадей по классам бонитета приобретает случайный характер;

б) отсутствуют придержки для суждения о принадлежности насаждений к одной естественной линии развития;

в) нельзя быть уверенным, что составленные таблицы представляют действительный ход роста нормальных насаждений;

г) для применения способа требуется собрать значительное количество (до 50-100) пробных площадей.

Дальнейшее развитие статистический метод получил в работах отечественных ученых.

По данным И.В. Семечкина (1954), в елово-лиственных насаждениях одного возраста в Е. черничнике и Е. кисличнике Ленинградской области изменчивость таксационных показателей древостоев составила:

Нср – 7…8 %, Dср – 10…12 %, р – 14…15 %, Мга – 17…20 %.

Для получения достоверной таксационной характеристики одного класса возраста насаждений необходимо протаксировать методом случайного отбора не менее 40 различных участков и вывести средние данные.

По А.И. Кондратьеву (1936), в отдельных частях большого лесного массива коэффициент изменчивости Мга = 20…50 %. Следовательно, необходимое число наблюдений n = 25…64 участков.

Проф. Н.П. Анучин (1969), Н.Н. Свалов (1970) предлагают по данным таксационных описаний по каждому классу бонитета и возрасту вывести среднюю полноту, запас, состав, Dср, Нср и получить их среднеквадратические отклонения. Насаждения высшей полноты будут харак-

290

теризоваться значениями Мга и ΣGга равными + 2…3 .Таким образом, строятся таблицы хода роста нормальных насаждений.

4.Метод повторных перечетов или отрезков (комбинированный метод). Предложен в 1857 году Гейером. В определенных лесорастительных условиях (тип леса или класс бонитета) подбираются типичные насаждения разных возрастов. В них через каждые 5 лет производят повторную таксацию в течение 15-20 лет с вычислением всех таксационных показателей.

Таблицы составляются графическим способом по всем таксационным показателям древостоев. Отрезки кривых на них должны иметь частичное совпадение или же сохранение одного характера развития. Значительно отступающие от общей кривой отрезки вверх или вниз указывают на принадлежность данного насаждения к другому естественному ряду развития.

Достоинством метода является простота составления таблиц. Кроме того, в результате многократных обмеров вскрываются ошибки, допущенные при выборе насаждений.

Недостатки метода заключаются в том, что на составление таблиц затрачивается много времени (15-20 лет) и трудно подобрать однородные насаждения.

5.Метод ЛенНИИЛХ, или графо-аналитический метод проф.

Н.В. Третьякова. С точки зрения методики исследования хода роста следует различать категории насаждений:

а) чистые одновозрастные и не задержанные в росте; б) сложные древостои из нескольких элементов леса; в) подвергнутые рубкам ухода за лесом;

г) с периодом задержки или ускорения роста в молодости.

Для каждой из этих категорий насаждений закладывается в среднем по 12 пробных площадей.

Подбор древостоев одного естественного ряда развития проводится по наибольшей высоте, взятой по кривой высот для деревьев 85-го ранга по d1,3. Кроме того, используются уравнения:

Aср Hср b0 b1 Aср ;
Aср Dср b0 b1 Aср ;
Hср ср.q2 a0 a1 Hср	(11.2)

На отдельных пробах допускаются отклонения: по Нср – до 10 %; по

Dср – до 15 %; по ср.q2 – до 6 %.

Для построения таблиц хода роста используются следующие линейные связи:

291

A T b0 b1 A при	T Hср,Dср, G ;
H T b0 b1 H	при T G, Fср .	(11.3)

Однако, по нашим исследованиям, возрастающая функция АТ от Аср древостоев с возраста естественной спелости леса приобретает точку перегиба и падающее значение – с дальнейшим увеличением Аср древостоя. Это следует учитывать при моделировании роста леса.

Для выравнивания числа стволов с возрастом по анализируемому методу используется уравнение связи

N Aср2 b0 b1 Aср ,

а с момента естественной спелости –
N b0 b1 lgAср	.	(11.4)

Запас древостоя определяется по алгоритму M H F G. Для подчиненной части древостоя используются уравнения:

N

N

M 0

n .

n

A n

A

;

V

(11.5)

0

n

0

0

Так как V

d 2

h

f

0

, то задача сводится к установлению пока-

0

4

0

0

зателей d1,3, h и f стволов отпада. Последние определяют через параметры средних деревьев растущей части древостоя. Так, по данным A.Schwappach, И.М. Науменко, А.Д. Дударева, В.В. Успенского, среднее дерево отпада составляет по высоте 0,65…0,92Нср, диаметру – 0,40…0,80 Dср, видовому числу – 1,25…1,02 ср.F, объему ствола – 0,25…0,70Vср в зависимости от Аср древостоя.

Последующие исследования показали, что относительные доли таксационных показателей деревьев отпада от средних их значений в древостоях зависят от ряда факторов: породы, степени сомкнутости полога, лесорастительных условий, конкурентных взаимоотношений индивидуумов, возрастных этапов поколений леса и особенностей возрастной структуры леса.

С увеличением возраста леса и усложнением возрастной структуры при прочих равных условиях в отпад попадает, кроме угнетенных и тонкомерных, все большее число деревьев верхнего полога. Это ведет к возрастанию относительных значений таксационных показателей деревьев отпада.

Обобщение имеющихся данных разных авторов по показателям отпада деревьев в таблицах хода роста лесообразующих пород страны проведено проф. П.В. Воропановым (1973).

292

Использование закономерностей в дифференциации и отпаде деревьев в древостоях естественного ряда развития позволяет получить полноценные и надежные таблицы хода роста насаждений.

В настоящее время метод ЛенНИИЛХ является общепризнанным при изучении динамики роста насаждений и опирается на современные аналитические приемы обработки исходного материала на ЭВМ. Созданы специальные программы персональных компьютеров для этих целей.

Согласно статистической теории роста древостоев, программное обеспечение выявления временного ряда хода роста насаждений по таксационным показателям может быть построено на ряде математических функций:

1) R.Weber (1891):

						1
H	A	H	max	1				,	(11.6)
						1,0 p x

где Hmax– максимальная высота дерева, возможная для данной породы в конкретных лесорастительных условиях;

р – коэффициент, %, характеризующий энергию роста (р = 1,8…2,5); х – показатель, равный возрасту А, уменьшенному на период началь-

ного роста в зависимости от породы и класса бонитета (2…10 лет);

2) G.Mitscherlich (1909):				1 ecx m
H	A	H	max		(11.7)

где с, m – параметры, отражающие S-образный характер кривых роста; х – возраст дерева;

3) F.Korsun (1935):

TA					x2		,			(11.8)
			a	b x c x2
где ТА – значение таксационного признака в возрасте А;
а, b, с – коэффициенты уравнения;
4) Дракина, Вуевского (1940):						1 ekA m ,
	H	A	H		max					(11.9)
где е – Непперово число, равное 2,71828;
5) Хильми (1958), Успенского (1999):
T	T			T		T e bt t t0			,	(11.10)
A	max				max	0

где Т0 – начальное значение таксационного признака; е – Непперово число;

bt – коэффициент, зависящий от породы, класса бонитета и таксационного показателя;

293

t-to – разность времени, лет между периодами наблюдений; 6) Успенского (1991):

					α
T	A	T	1			e		e	,	(11.11)
		max			α		α

где α – относительное время выхода древостоя на максимальный текущий прирост по таксационному признаку;

– относительное время выхода древостоя на максимальное значе-

ние таксационного признака;
е – Непперово число;
7) Чэпмена-Ричарда (1980):
W A 1 b e kt 1/1m	(11.12)

где W – значение таксационного признака в возрасте t;

b, k, m – параметры, имеющие биологическую интерпретацию. Точность моделирования по приведенным выражениям высока и, по

исследованиям В.В. Успенского (1999), составляет не менее 2…3 %. Представляет теоретический и практический интерес представление

П.М. Мазуркиным (1994,1999) динамики роста лесных насаждений по

уравнению биотехнической закономерности:				,
y a	xa2	exp a	xa4		(11.13)
1		3

где у – значение того или иного таксационного показателя древостоя в возрасте х лет;

а1…а4 – параметры уравнения, связанные с активностью и интенсивностью роста и изреживания (отмирания) древостоя.

Как считает автор, эта функция охватывает большинство из имеющихся в литературе формул хода роста как отдельных деревьев, так и насаждений по таксационным показателям.

Имеются и более сложные модели роста насаждений, содержащие до

5…7 аргументов (H. Petersson, 1955; S.O. Anderssеn, 1963; H.E. Burkhart,

1971, и др.). Однако до настоящего времени нет формул, отражающих процесс роста насаждений от момента возникновения до полного его распада.

6. Всеобщие таблицы хода роста насаждений. Изучение суще-

ствующих таблиц хода роста нормальных насаждений различных пород позволило проф. А.В. Тюрину в1930 году сделать вывод: нормальные чистые одновозрастные насаждения, имеющие в одинаковом возрасте равные средние высоты, имели одинаковый ход роста в прошлом и будут иметь одинаковый рост в будущем, независимо от областей роста.

294

На основании этого заключения он построил за период 1912-1930 гг. всеобщие таблицы хода роста для чистых одновозрастных максимально полных насаждений сосны, ели, березы, осины и ольхи черной по классам бонитета с разделением древесного полога на главную (оставляемую) и подчиненную (выбираемую) части.

Методика составления нормативов основывалась на вычислении средних значений из местных таблиц Нср, Dср Мга и других таксационных показателей древостоев по классам возраста и бонитета.

В дальнейшем проводились их графическое выравнивание и математическая взаимоувязка. Так, для сосновых насаждений были использованы следующие значения ср.q2 по классам бонитета:

Класс бонитета		Ia	I		II		III		IV	V	Va
Средний q		0,65	0,66		0,68		0,69		0,70	0,71	0,72
Видовые числа рассчитывались по формуле Шиффеля
	f	0,896 q2		0,160		0,34					(11.14)
						q2 H

по 10-летним периодам жизни древостоев. Число стволов отпада определялось из алгоритма n0 N A t N A. Запас выбираемой части вы-

числялся как разность между общей производительностью и запасом растущей части:

M0n M Aобщ M A .

При этом подчиненная часть древостоя отождествлялась с отпадом, что было опровергнуто последующими исследованиями.

Текущий и средний приросты рассчитывались по известным в таксации леса формулам.

Следовательно, А.В. Тюрин при составлении всеобщих таблиц хода роста использовал метод одной точки развития леса и не провел статистического анализа исходных данных на гомогенность. Таблицы оторваны от условий местопроизрастания и отражают лишь общие закономерности роста леса. Они не могут характеризовать региональные особенности роста и развития насаждений по отдельным лесотаксационным районам.

В Германии E. Gehrhardt (1931) также были построены всеобщие таблицы хода роста сосны, ели, пихты, бука и дуба с интенсивностью рубок ухода в размере 50 % от общего текущего прироста. При этом им были получены следующие закономерности:

а) запас растущей части древостоя породы является функцией средней высоты леса: М = f∙Hср, вне связи с возрастом и классом бонитета;

295

б) видовая высота породы также обусловлена средней высотой древостоя: HF = a + b∙Hср, вне связи от возраста и класса бонитета.

7.Метод ВНИИЛМ подбора типов роста древостоев. Разработан

в1969-1978 гг. В.В. Загреевым и его сотрудниками и базируется на использовании системы типовых моделей роста, построенных по породам и отдельным таксационным показателям на основе выявленных общих закономерностей динамики лесных фитоценозов. Классификационными признаками при этом могут быть как тип леса, так и класс бонитета насаждений.

На основе анализа и обобщения данных свыше 400 местных таблиц хода роста разных пород, географических районов, условий местопро-

израстания авторами получены типовые линии роста древостоев по Нср, Dср, Fср, ΣGга, и Мга по отдельным 10-летним возрастам. Эти таксационные показатели даются в виде редукционных чисел или индексов для хвойных и твердолиственных пород от базового возраста 100 лет, мягколиственных – от возраста 50 лет.

Следовательно, тип роста – это числовой показатель, характеризующий траекторию кривой динамики средних таксационных показателей древостоя с возрастом.

Число типов возрастных изменений по породам и таксационным показателям установлено неравномерное, в зависимости от всего природного многообразия вариантов роста насаждений и необходимой точности определения таксационных показателей леса. Например, по сосно-

вым насаждениям принято следующее количество типов роста: по Нср – 14 типов; Dср – 22; Fср – 7; ΣGга –11 и Мга – 15 типов, что обеспечивает группировку экспериментальных материалов по высоте и диаметру, равную 3 %, видовому числу – 2 %, сумме площадей сечений – 6 % и запасу – 8 %.

Стандартизированные модели роста – это те же типовые ряды, но выраженные не в относительных, а в абсолютных значениях таксационных показателей. Они получены умножением заданных абсолютных величин таксационных показателей в типах роста в базовом возрасте на редукционные числа их в других возрастах леса.

Типы и стандартизированные модели роста используются при решении следующих задач:

• контроля, анализа, подбора и систематизации имеющихся таблиц хода роста;

• выявления общих и региональных особенностей роста насаждений, таксационного районирования лесов;

• составления региональных таблиц хода роста;

296

• создания единой и согласованной системы федеральных и региональных лесотаксационных нормативов.

Суть метода сводится к следующим положениям. Подбор пробных площадей одного естественного ряда развития проводится по методу указательных насаждений в трех опорных возрастах (хвойные, твердолиственные – 50, 100 и 150 лет; мягколиственные – 20, 50 и 80 лет) в объеме, приведенном в табл. 11.1.

Таблица 11.1 - Объем экспериментальных данных для составления таблиц хода роста по методу В.В. Загреева

Опытный материал		Периоды роста
	начальный	срединный	конечный
Пробные площади, шт.	5	3	2
Число деревьев на пробе, шт.	400	200	150
Число моделей на пробе, шт.	25	20	15
в том числе на анализ роста	-	-	2…4

При составлении таблиц хода роста модальных насаждений установление средних значений таксационных показателей указательных древостоев осуществляется по итогам таблиц классов возраста. Правильность же выбора нормальных насаждений контролируется по критерию Dср/Hср и эталонным значениям ΣGга, HF и Мга, приведенным в стандартных таблицах сумм площадей сечений и запасов древостоев при полноте 1,0, составленных ВНИИЛMом, или других региональных нормативах.

Подбор опытных древостоев в двух других опорных возрастах проводится по сходству типов леса и значений верхних высот леса.

Модельные деревья для таксационной характеристики древостоев отбираются методом пропорционально-ступенчатого представительства из категории деловых стволов.

Типовые линии роста древостоев по изучаемым таксационным пока-

зателям устанавливаются по критерию	KT		T3 T1	, где Т1…Т3 – значе-
			T2

ния таксационного показателя в начале, середине и конце ряда.

Вдальнейшем абсолютные значения таксационных показателей в соответствующих возрастах получают через редукционные их числа в данном типе роста. Недостающие таксационные показатели в таблицах хода роста определяются по соответствующим формулам таксации леса.

Впределах одного класса бонитета ход роста древостоев по таксационным показателям может характеризоваться несколькими типами роста. Однако статистическая связь позволяет каждый класс бонитета оха-

297

рактеризовать некоторым средним типом роста и тем самым получить бонитетные таблицы хода роста насаждений.

Все расчеты при построении всеобщих таблиц хода роста осуществляются по специальным программам ЭВМ.

На основе вышеизложенного авторами составлены общие таблицы хода роста основных лесообразующих пород страны по классам бонитета. Они приведены в справочнике «Общесоюзные нормативы для таксации лесов» (1992).

8. Таблицы хода роста модальных, смешанных и разновозраст-

ных насаждений. Большинство составленных в прошлом таблиц хода роста относятся к нормальным, чистым и одновозрастным насаждениям, поскольку они считались отвечающими лесоводственным идеалам и служащими эталонами при ведении хозяйства в лесу. Однако последующие исследования показали, что в таких насаждениях со временем замедляется прирост деревьев по диаметру, увеличивается время наступления технической спелости. Они отличаются пониженной устойчивостью к внешним неблагоприятным воздействиям, нередко оказываются менее производительными, чем смешанные насаждения.

Поэтому в таксации леса стали составляться таблицы хода роста модальных, смешанных и разновозрастных насаждений, наиболее распространенных в конкретных лесорастительных условиях. Области применения этих нормативов леса были затронуты нами ранее.

В настоящее время составлено значительное количество таблиц хода роста модальных насаждений для различных районов и условий произрастания. Они приводятся в различных лесотаксационных справочниках

инаучных публикациях исследователей. В большинстве из них ход роста прослежен до возраста естественной спелости насаждений. Отмеченные нормативы отражают реальную сортиментную структуру запаса

иболее приемлемы для расчетов лесопользования в хозсекциях.

Методы построения таблиц динамики модальных древостоев опираются на ранее изложенные принципы составления таблиц хода роста насаждений. Нередко их конструирование связано с применением таблиц класса возраста, бонитетов, полноты и запасов по преобладающим породам данного объекта, составляемых лесоустройством в процессе лесоинвентаризационных работ.

Опытные таблицы хода роста для различных форм рубок ухода за лесом составлены в Германии E.Gehrhardt (1928-1930) для еловых и буковых насаждений при слабых, умеренных, сильных и очень сильных рубках ухода. K.Wimmenauer (1913) предложены таблицы хода роста для дубовых семенных насаждений при очень сильных мерах ухода

298

(рубки свободного стояния). A. Brantseq (1969) составил таблицы хода роста сосняков Норвегии для различных классов бонитета, выращиваемых без ухода и с пятью степенями изреживаний. В США и Канаде проведены работы по изучению хода роста насаждений с различной первоначальной густотой, приводящей к неодинаковому характеру динамики ΣGга и Мга. Г.С. Разин (1979) подобные исследования провел в ельниках естественного происхождения и в лесных культурах для четырех уровней начальной густоты посадки (от 3,5 до 8,5 тыс. шт. на 1 га). Он считает, что к росту насаждений неприменимо понятие «ход роста нормальных насаждений», так как с возрастом происходит циклическое накопление ΣG древостоев.

С рассмотренными вопросами динамики роста насаждений различных полнот близко соприкасаются программы и модели выращивания в хозяйствах целевых насаждений. Последние рассчитаны на поддержание в древостоях различных возрастов такой полноты и густоты леса, чтобы к возрасту главной рубки получить максимальную продукцию древесины с единицы площади с учетом промежуточного пользования. Такие нормативы разработаны для насаждений различных пород в Белоруссии (Атрощенко, 1986; Багинский, 1984, 1996; Кожевников, 1974,

идр.), на Украине (Швиденко, 1981; Строчинский, 1985; Лакида, 1986,

идр.). Обширные исследования моделей структуры древостоев при оптимизации лесовыращивания в лесохозяйственном производстве в Цен- трально-Нечерноземной зоне России проведены Ф.В. Кишенковым

(1990).

ВГермании с 1975 года введены в производство новые таблицы хода роста, отражающие фактическую динамику таксационных показателей леса с учетом оптимизационной программы рубок ухода. Принцип построения таких таблиц поясняет модель изменения в таких насаждениях ΣG древостоев (рис. 11.1).

Впервые ход роста смешанных сосново-еловых насаждений в Швеции и Пруссии был изучен М. Enander в 1927-1936 гг. В России рост смешанных древостоев изучали Н.В. Огородов (1951), О.А. Трулль

(1955), О.А. Неволин (1965), В.И. Левин (1962), Е.И. Цурик (1981) и др.

Как отмечает А.В. Тюрин (1945), при изучении роста смешанных насаждений надежных результатов добиваются длительными наблюдениями на постоянных пробных площадях. Однократные обмеры в смешанных древостоях разных возрастов не дают уверенности в подборе насаждений одного естественного ряда развития. Этот недостаток может быть восполнен обширным материалом таксации лесных массивов

299

в процессе лесоустройства с последующей статистической обработкой исходных данных.

Рис. 11.1. Схема моделирования сумм площадей сечений древостоев рубками ухода в процессе оптимизации лесовыращивания

Разновозрастные древостои отличаются сложной возрастной структурой, многоярусностью и требуют особых подходов при изучении их хода роста. Таксационную природу этих насаждений исследовали в нашей стране Л.В. Бицин (1965), С.С. Шанин (1967), И.И. Гусев (1978),

В.С. Поляков (1964), Е.П. Данюлис (1969), Н.В. Выводцев (1983, 1999),

С.А. Дыренков (1976), Э.Н. Фалалеев (1967), В.Ф. Лебков (1992), И.В. Семечкин (2001) и др.

При разработке таблиц хода роста разновозрастных древостоев проводится расчленение насаждения по ярусам и возрастным поколениям, и динамика роста изучается по каждому поколению леса в отдельности. При этом предполагается, что каждое последующее поколение в общих чертах повторяет историю развития предшествующего.

Естественные поколения деревьев в разновозрастных древостоях, обладающие всеми закономерностями древостоев элементов леса, существуют объективно. Границы поколений выявляются при совокупном

300

анализе графиков зависимостей Dср, Нср, ср.F, Nга от возраста леса в этих объектах.

По И.В. Семечкину (2001), признаками поколений являются:

а) наличие максимумов и минимумов числа деревьев, распределенных по разрядам возраста: первые указывают на наличие и число поколений, вторые – на их границы;

б) возможность выделения самостоятельных кривых связей Dср, Нср, ср.F (ср.q2) с возрастом по уступам на границах поколений;

в) наличие резких отклонений, точек перегиба, изменения угла наклона на отмеченных линиях связи к осям ординат на графиках, указывающих на вероятное наличие поколений и их границ.

Такая диагностика возможна как при сплошной рубке деревьев древостоя, так и на заложенных пробных площадях и при глазомерной таксации насаждений.

На основе составленных таблиц хода роста разновозрастного древостоя можно судить о сменах поколений и наступлении возрастов их спелостей.

9. Таблицы комплексной продуктивности насаждений. Таблицы хода роста насаждений могут расширяться различными дополнительными признаками, характеризующими биологическую и комплексную продуктивность лесных фитоценозов в тех или иных возрастах леса.

Так, в финляндских таблицах хода роста, составленных J.Ilvessalo (1920), дается распределение общего числа деревьев и запаса древесины по ступеням толщины; в шведских таблицах, составленных A.Maas (1911) для сосны, – распределение только запаса, а в польских таблицах W.Jedlinski (1932) для сосны – только числа деревьев в ступенях.

Некоторые таблицы хода роста насаждений (Смирнов, 1971; Позд-

няков, 1973; Успенский, 1986, 1993; Аткин, 1994; Усольцев, 1988, 2001, 2002; Курбанов, 2003 и др.) содержат показатели фитомассы различных фракций леса: ствола, ветвей, листьев, сучьев и корней деревьев.

Используя имеющиеся в литературе данные о нормативах депонирования СО2, выделения О2 и биологически активных веществ (С.В. Белов, В.В. Протопопов, М.В. Колесниченко), инфильтрации влаги на песчаных почвах, их защитных функциях (А.А. Молчанов, В.В. Смирнов), В.В. Успенский (1999) предпринял попытку расширить таблицы хода роста экологическими признаками леса. Среди них листовой индекс, сомкнутость крон, освещенность на высоте 1,3 м от поверхности земли, объем крон, депонирование СО2, выделение О2 и фитонцидов, пылепоглотительная способность, инфильтрация влаги в почву и энергетическая оценка леса.

301

Полученные автором в таблице показатели не традиционны для таксации леса. С их помощью представляется возможным количественно оценить невесомые полезности леса. Новый тип таблиц хода роста насаждений призван способствовать учету комплексной продуктивности лесов, организации многоцелевого непрерывного лесопользования.

11.3.Применение таблиц хода роста насаждений

влесохозяйственном производстве

Впрактике лесоинвентаризационных работ таблицы хода роста насаждений необходимы для следующих целей:

1) используются для вычисления относительной полноты таксируе-

мого древостоя. По породе на основе класса бонитета, Аср и Нср оцениваемого объекта из таблиц хода роста нормальных насаждений при

р= 1,0 определяется значение ΣGга древостоя, которое делится на ΣGга таксируемого выдела;

2) при определении запаса и абсолютной полноты древостоя таблич-

ные данные Мга и ΣGга стандартных таблиц при р = 1,0 умножаются на относительную полноту таксируемого древостоя;

3) применяются при вычислении полного текущего прироста в м3 и

%, а также ZM A n и PZ M A n конкретного описываемого древостоя;

4) служат нормативной базой для определения числа деревьев таксируемого древостоя на 1 га. Для этого используются алгоритмы:

Gтакс Gнорм Pтакс ;

Nтакс Gтакс .

D2

4 ср

По таблицам рядов распределения деревьев в древостоях на основе Dср таксируемого насаждения представляется возможным распределить полученное число стволов Nтакс по ступеням толщины древостоя;

5)по периоду совпадения величин среднего и текущего приростов запаса древостоев в таблицах хода роста определяется возраст количественной спелости насаждения. Если же данные таблицы сопровождаются динамикой товарной структуры запаса, то устанавливаются также возрасты технической спелости древостоя на те или иные выращиваемые сортименты.

По таблицам хода роста, составленным до периода разрушения древостоя, определяется, кроме того, возраст естественной спелости леса;

6)при упрощенной товаризации лесного фонда по товарным таблицам на основе распределения запасов породы по классам бонитета, воз-

302