Атрощенко_Лесная таксация_doc. Курс лекций Раздел Введение. Таксационные изменения, приборы и инструменты 1 Предмет, задачи и объекты лесной таксации
 Скачать 3.69 Mb.
|
|
Раздел 8. Ход роста и производительности насаждений Методы исследования хода роста насаждений По аналогии с исследованием хода роста отдельного дерева можно проследить динамику роста во времени совокупности деревьев, представленных насаждениями в разные периоды их роста при одинаковых условиях ме- стопроизрастания. Следовательно, в данном случае объектом исследования будет не отдельное дерево, а древостой. При этом нужно проследить изменения повремени всех таксационных признаков насаждения и оформить результаты в виде таблиц хода роста насаждений, называемых также опытными таблицами хода роста которые, по своему содержанию (табл. 91) представляют собой совокупность цифровых данных, расположенных в определенной последовательности и характеризующих количественные показатели таксационных признаков древостоя насаждения в разные периоды его жизни. Объектами таких исследований обычно являются так называемые нормальные насаждения, те. чистые, одновозрастные, не задержанные в росте (нормального развития, выращенные при известном режиме ухода, одинакового происхождения – семенное, порослевое) и имеющие приданных условиях местопроизрастания (класс бонитета, тип леса) и прочих равных условиях максимальную сумму площадей сечения деревьев и, следовательно, максимальный запас на единице площади в данном возрасте. Редко объектами исследования являются насаждения смешанные, ход роста которых изучен незначительно. Профессор ММ. Орлов называет нормальными такие насаждения, которые приданной форме, породе, возрасте и условиях местопроизрастания являются наиболее совершенными. Приступая к исследованию хода роста насаждений, необходимо прежде всего представить зависимость хода их роста от различных факторов внутренней и внешней среды произрастания. Из упомянутых факторов отметим следующие 1) древесная порода и биологические ее особенности 2) возраст насаждения 3) происхождение насаждения (семенное, порослевое 4) условия среды произрастания 5) физи- ко-климатические условия (области роста 6) степень полноты насаждения) режим хозяйства, обусловливающий рост насаждений Таблица Ход роста сомкнутых сосновых насаждений бонитета (по А.В. Тюрину) Оставляемая часть Выбираемая часть Все насаждения в целом запас м 3 видовое число 1/1000 общий прирост, м 3 Во зр аст насаждений высотам средний диаметр, см число стволов, шт сумма площадей сечения ,м2ст волов сучьев всей древесины среднее изменение запаса всей древесины, м 3 п ер и о д и ч еск о е текущее изменение запаса древесины, м 3 ст вола всего дерева запас выбираемой древесины м 3 су мма промежуточного пользования, мчи сл ост волов, шт общий запас м 3 ср ед ни й тек у щ и й П р о ц ен т текущего прироста 499 630 34 34 200 0 207 6,9 10,4 7,6 50 17,0 17,5 134 0 33,3 27 4 50 324 6,5 7,5 483 572 45 125 600 449 9,0 12,0 4,2 70 21,7 23,4 860 37,2 38 3 59 442 6,3 5,9 473 547 39 206 210 648 9,3 9,3 2,2 90 24,9 28,4 625 39,6 46 3 60 523 5,8 3,7 468 531 36 280 100 803 8,9 7,3 1,5 110 27,2 32,6 490 41,1 52 0 61 581 5,3 2,6 466 519 28 340 60 921 8,4 5,4 1,0 130 28,6 35,6 420 42,0 55 8 61 619 4,8 1,7 465 517 21 385 30 100 4 7,7 3,8 0,6 Различают две стадии работ по исследованию хода роста насаждений: а) сбор полевых экспериментальных материалов и б) научная их обработка с оформлением конечных результатов в виде таблиц хода роста и описанием методики их составления. Техника сбора полевых материалов может быть осуществлена в виде) многократного обмера одного объекта в разные периоды роста древостоя насаждения 2) однократного обмера многих объектов разных возрастов многократного обмера многих объектов разных возрастов. Важнейшим вопросом при изучении хода роста насаждений является выбор объектов. При этом особое внимание должно быть обращено на их однородность по всем признакам, обусловливающим ход роста, но различающимся по возрастам. В отношении выбранных 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 тоже насаждение, нов разные периоды его роста. Следовательно, объекты одной и той же породы при одинаковых условиях местопроизрастания должны быть однородны по биологическими экологическим признаками различаться лишь по возрастам. При этих условиях они составят звенья одного естественного ряда и полученные по результатам исследования средние значения таксационных признаков, включенные в таблицы хода роста, будут характеризовать как бы последовательные стадии развития одного итого же среднего насаждения. Такую однородность легче найти в рамках типов леса, которые могут быть в данном случае основной классификационной единицей. Классы бонитета, характеризующие продуктивность насаждений по среднему приросту древесины или его запасу, должны быть указаны дополнительно наряду с типами леса. До настоящего времени большинство таблиц хода роста составляли по классам бонитетов, хотя последние в ряде случаев и объединяют насаждения различных условий местопроизрастания. Огромное хозяйственное преимущество классификации насаждений по бонитетам заключается в унификации учетных материалов по лесному фонду и возможности их объединения в статистических данных по областям, а также в целом по республике. Указанное достоинство классификации по бонитетам позволило на основе накопленных опытных данных разработать и ввести в практику производства обще бонитировочную шкалу насаждений, которая находит широкое применение. Тип леса связан с одним или двумя классами бонитета. Задача классификации их упрощается, если близкие между собой типы леса объединить в серии. Это облегчает составление таблиц хода роста по типам леса и установление их связи с классами бонитета. Классификация насаждений по типам леса углубляет характеристику условий местопроизрастания, облегчает качественную оценку древостоев по их производственному использованию, в частности по физико-механическим свойствам древесины. Вместе стем классификация по типам леса предопределяет комплекс лесохозяйственных мероприятий, направленных на восстановительные процессы и воспитание созданных насаждений. Тип леса – понятие географическое, следовательно, классификация по типам леса в отличие от классов бонитетов связана с определенными физико- климатическими районами. Для широкого использования типов леса при организации и ведении лесного хозяйства необходимо располагать описаниями и классификациями типов леса согласно данной методике по крупным лесо- растительным районам. Такие характеристики типов леса в настоящее время имеются только для отдельных районов, поэтому в дальнейшем необходимо проводить подобные исследования. В соответствии с изложенным различают два вида таблиц хода роста: а) составленные по классам бонитета и б) составленные по типам леса или их объединениям (сериям типов леса). Методы составления тех и других таблиц хода роста практически одинаковы, различия будут проявляться в методах подбора основных объектов исследования. Существующие методы составления таблиц хода роста заключаются в следующем. Методы составления таблиц хода роста насаждений Метод стационарных наблюдений Этот метод может рассматриваться лишь с теоретической точки зрения, так как использование его на практике потребовало бы длительного периода наблюдений. Статистический метод. Поэтому методу обмеряют нормальные насаждения различных возрастов и бонитетов на пробных площадях. На основании собранного материала вычерчивают график. На оси абсцисс откладывают возраст (риса на оси ординат – запасы насаждений по возрастам на отдельных пробах. Получается так называемый точечный график. Верхние пределы точек, расположенных на некоторой кривой, будут отвечать наиболее продуктивным насаждениям высшего бонитета, а нижний предел точек и проведенная через них кривая, наоборот, будут характеризовать насаждения низкой продуктивности. Расстояние между линиями пределов делят настолько частей, сколько требуется выделить бонитетов. В результате на графике получается n полосок, откуда и происходит название метода. Рис. 102. Схема составления таблиц хода роста насаждений по методу полосок Проведенная посередине каждой полоски средняя линия будет отражать динамику запасов насаждений по бонитетам и возрастам. Полученные значения (из графика) переносят в таблицу хода роста, при этом границы каждой полоски будут отражать пределы запасов данного бонитета. После распределения запасов по бонитетам таким же способом определяют средние высоты насаждений по бонитетам, устанавливая тесную связь между запасами и средними высотами по возрастам. Подобным же графическим способом устанавливают средние величины и остальные таксационные признаки насаждений. Метод полосок отличается простотой и наглядностью полученных результатов. К недостаткам его надо отнести условность проведения предельных кривых (верхней и нижней, обусловливающих затем границы остальных бонитетов. Нет также уверенности в однородности насаждений, включенных в каждую полоску, и, следовательно, принадлежности их к одному естественному ряду. Наконец, требуется значительный по количеству экспериментальный материал. Метод указательных насаждений. Метод заключается в однократном обмере многих объектов древостоя, произрастающих в одинаковых условиях местопроизрастания, но различных возрастов, составляющих один естественный ряд роста насаждений. Характерной особенностью метода является разработка оригинального критерия для суждения об однородности выбранных для исследования объектов. Исходным объектом является так называемое указательное насаждение предельного возраста, характерное для какого-либо бонитета. Затем подыскивают в лесу более молодые насаждения, которые по своим таксационным признакам соответствуют показателям первоначального указательного насаждения (рис. Рис. 102. Ход роста насаждения После закладки пробной площади в выбранном указательном насаждении и детальной таксации в составе древостоя выбирают модельные деревья для анализа хода их роста по периодам 10–20 лет. Особое значение придается ходу роста в высоту. В результате исследований Т. и Р. Гартигов, Вейзе и А. В. Тюрина было установлено, что для анализа хода роста следует подобрать модели лишь из числа наиболее толстых и господствующих по высоте стволов, на которых в полной мере отразилось влияние среды произрастания. Стволы, безусловно господствующие в старом возрасте, как показали исследования, в большинстве случаев были господствующими в более ранних возрастах. Поэтому при сравнении хода роста в высоту более молодых насаждений на основе анализа ствола модели также берутся из наиболее высоких и толстых деревьев с таксационными признаками, отвечающими показателям исходного указательного насаждения. При этих условиях можно утверждать, что более молодые насаждения, выбранные поэтому методу, принадлежат к одному и тому же естественному ряду. На практике, применяя данный метод, помимо наиболее толстых и высоких деревьев, в качестве моделей используют также и деревья среднего диаметра. Закономерностями в строении насаждений установлены определенные зависимости между этими деревьями, что служит двойным контролем удачного выбора взятых моделей с построением двух графиков хода роста по высоте. Ход роста по высоте моделей, взятых в указанном насаждении, наносят на график на оси абсцисс откладывают возраста на оси ординат – высоты, полученные по анализам стволов более молодых возрастов. Близкое совпадение кривых высот, полученных для отдельных насаждений различных возрастов, будет свидетельствовать об единстве их роста и принадлежности к одному естественному ряду. Рис.103. Построение графика хода роста моделей по высоте при составлении таблиц хода роста по методу указательных насаждений» Таким же способом могут быть сопоставлены изменения и других таксационных признаков исследованных древостоев. При последующем упрощении техники сбора материалов берут модели лишь для наиболее высоких толстомерных деревьев и среднего диаметра древостоя. Недостатком метода является отсутствие уверенности в правильности выбора исходного указательного насаждения, что отражается затем на подборе остальных объектов более молодых возрастов. Метод многократных обмеров многих объектов (метод Гейера). Объекты исследований насаждений одной породы, одинакового происхождения (бонитет, тип леса, одинакового режима воспитания, но отличающиеся лишь возрастами, отбирают в натуре и закладывают в них пробные площади, которые затем таксируют обычными способами. На заложенных пробах проводят повторные обмеры через 5; 10; 15 и 20 лет, при этом учитывают весь отпад деревьев. В результате детальной обработки материалов повторных обмеров получаются одинаковые количественные измерители хода роста по высотам в различные периоды, полученные в одинаковых возрастах, нона разных пробах. Такое совпадение высот будет свидетельствовать об единстве развития данных объектов и их однородности. Измеренные средние высоты насаждений на разных пробах, но приуроченные к одинаковым возрастам наносят на график, на котором по оси абсцисс отложены возрасты, а по оси ординат – средние высоты. В случае однородности выбранных объектов средние высоты водном возрасте, нона разных пробах должны быть близки между собой. Нанесенные на график высоты по всем объектами возрастам отразят общий характер динамики роста по высоте и будут свидетельствовать обод- нородности выбранных объектов. Если отдельные отрезки кривой будут давать резкое отклонение вверх или вниз от общей средней кривой, то это явится показателем неудачного подбора отдельных объектов, данные по которым подлежат исключению из обработки. Таким же способом могут быть построены (в случае необходимости) графики по остальным таксационным признакам насаждений. На графике (рис. 104) показано, что высота Н пробы № 4 резко выделилась из общего графика высот. Следовательно, этот объект необходимо изъять из материала. Метод Гейера обеспечивает объективные показатели для суждения об однородности объектов исследования. Он дает возможность определить ход роста насаждений данного естественного ряда, проследить ход роста подчиненной части насаждений и уточнить величину отпада, что существенно важно в методике составления таблиц хода роста Рис. 104. График хода роста насаждений по высоте поданным на разных пробах в зависимости от возраста К недостаткам метода нужно отнести трудности, вызываемые подбором исходных объектов исследования, однородных по всем показателями относящихся к одному естественному ряду роста и развития. Неудачный выбор выявляется уже в процессе обработки опытных материалов. Использование метода требует продолжительного времени (10–15 лет) для выполнения всей работы, и, следовательно, применять его можно лишь при стационарных наблюдениях на постоянных пробных площадях, закладываемых для научно- исследовательских целей. Комбинированные методы составления таблиц хода роста на базе использования закономерностей строения насаждений. Описанные выше методы в практике обычно не применяют. Широкое использование закономерностей в строении и росте насаждений приводит к применению комбинированных методов, значительно упрощающих анализы собранного материала ив особенности научную его обработку. Сбор опытного материала в зависимости от местных условий и поставленных целей исследования проводится в таких случаях с применением тех или иных технических приемов одного или нескольких рассмотренных методов. В процессе научной обработки собранных экспериментальных данных используют приемы, вытекающие из закономерных связей строения и роста насаждений. В результате многочисленных исследований, проведенных отдельными авторами (В. Вебер, А. Шиффель, Е. Гергардт, А. В. Тюрин, Н. В. Третья- ков и др, была создана значительная база для теоретических обобщений и технических приемов, облегчающих работу. При сравнительном изучении материалов походу роста древостоев насаждений и отдельных деревьев поданным анализа ствола был обнаружен ряд закономерностей в изменении во времени отдельных таксационных признаков и их взаимосвязей. В этом направлении заслуживают внимания исследования Вебера, который выразил рядом формул закономерный характер роста деревьев и дре- востоев насаждений по высоте, диаметру, площади сечения, объему и т. д. В. Вебер выделяет два периода роста дерева первый – в самом раннем возрасте, когда дерево приобретает отличные от кустарника формы, и второй – когда ствол окончательно сформировался и начался процесс очищения от нижних сучьев и ветвей. Для характеристики роста дерева в высоту во втором периоде предложена следующая формула где H a – высота в искомом возрасте H max – максимальная высота дерева, возможная для данной породы p – некоторый коэффициент, характеризующий энергию роста, выраженную в процентах для каждой породы по отдельным таксационным признакам в зависимости от класса бонитета и класса роста – показатель степени, равный возрасту а, уменьшенному на период начального роста b, тех а – b. Фактор р характеризует нарастание исходной величины по сложным процентам на период х лет, те. является формулой пролонгирования; величина этого фактора может быть получена из вспомогательных таблиц. Из-за биологических различий древесных пород коэффициент р изменяется для разных пород в пределах от 1,8 до 2,5. По классам бонитета он изменяется следующим образом: Бонитет I II III IV V Значение p 2–2,5 1,5–2 1 1–0,7 Величина р изменяется также в зависимости от класса роста от 2 до Проф. А. В. Тюрин для деревьев господствующего яруса сосновых насаждений дает следующие значения Н mах для возрастов 4–10 лети р по боните- там: Бонитет Ia I I III IV V Va H 43,0 38,5 34,0 29,5 24,5 20,0 15,5 b, лет 5 6 7 8 Для всех бонитетов значение р принимается равным 1,015. Для березы и осины аналогичные данные следующие 31,3 |