Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Естественно-исторические условия района исследований
1.1. Географическое положение и исторический обзор исследований Центральной Якутии 13
1.2. Геоморфология и геология 15
1.3. Климат и гидрологические условия 21
1.4. Мерзлота и почвы 32
1.5. Геоботанический обзор 43
1.6. Основные эколого-биологические особенности лес образующих пород, лесорастительные условия и типы леса 49
Глава II. Лесной фонд и состояние лесозаготовок
2.1. Лесной фонд района исследования 58
2.2. Состояние промышленных лесозаготовок и перспективы развития лесной промышленности 69
Глава Ш. Методика сбора, объем и первичная обработка исходной информации
3.1. Основные методические предпосылки 78
3.2. Методика сбора экспериментального материала 79
3.3. Объем экспериментального материала 82
3.4. Первичная обработка исходной информации 86
Глава ІV. Строение лиственничных древостоев
4.1. Возрастная структура и формирование древостоев 90
4.2. Строение древостоев по диаметру 100
4.2.1. Состояние вопроса 100
4.2.2. Особенности строения лиственничных молодняков 104 по диаметру
4.2.3. Особенности строения средневозрастных насаждений по диаметру 108
4.2.4. Особенности строения по диаметру приспевающих насаждений III
4.2.5. Распределение числа стволов по диаметру в спелых и перестойных насаждениях ИЗ
4.3. Строение лиственничных древостоев по другим
таксационным показателям 134
Глава У. Форма и полнодревесность стволов лиственницы
5.1. Показатели формы и полнодревесности 142
5.2. Связь показателей формы и полнодревесности стволов с другими таксационными показателями 147
Глава VІ. Товарность лиственничных насаждений
6.1. Основные пороки древесины и их влияние на выход деловой древесины 155
6.2. Разработка разрядных объемных таблиц 161
6.3. Распределение объема деловых стволов по качественным категориям 172
6.4. Распределение деловой древесины по категориям крупности 182
6.5. Сортная структура деловой древесины по категориям крупности 190
6.6. Товарность лиственничных древостоев и проект товарных таблиц 199
Глава VII. Пространственная структура и нормативы для таксации лесного фонда
7.1. К характеристике пространственной структуры древостоев
7.2. Нормативы выборочной таксации 219
7.3. Стандартная таблица сумм площадей сечений 230
7.4. Моделирование текущего прироста стволов лиственницы 235
Выводы и предложения 243
Литература 249
Приложение I. Таксационная характеристика экспериментального материала 283
A) Пробные выделы (Усть-Алданский, Ургальский, Верхне-Баргузинский лесхозы)
Б) Пробные площади (Усть-Алданский лесхоз)
B) Пробные площади (Амгинский лесхоз)
Г) Пробные площади (Якутский лесхоз)
Приложение 2. Схема типов леса (по И.П.Щербакову) 302
Приложение 3. Сортиментные таблицы по разрядам высот 305
Приложение 4. Товарные таблицы по разрядам высот и проценту выхода деловых стволов из насаждения 312
Приложение 5. Товарная таблица (3 класс товарности)
- Географическое положение и исторический обзор исследований Центральной Якутии
- Лесной фонд района исследования
- Основные методические предпосылки
- Возрастная структура и формирование древостоев
- Показатели формы и полнодревесности
Географическое положение и исторический обзор исследований Центральной Якутии
Центральная Якутия (ЦЯ) - исторически сложившееся название части территории Якутской АССР, расположенной в междуречьях рек Лены, Вилюя и Алдана. Единого мнения относительно границ этой обширной области Якутии нет. Исследователи этого региона (Л.К. Поздняков [233,235], М.К.Гаврилова [53] , Л.Г.Каманин [і2б], В.Г.Зольников [lI8j, А.И.Уткин [309] и др.) понимают под ЦЯ территорию по среднему течению, р.Лены с центром в г.Якутске, определяя периферийную ее часть в зависимости от целей исследования. По естественно-историческому районированию СССР [ЮЗІ - это Центрально-Якутская низменность в среднем течении Лены, окруженная с СВ предгориями Верхоянского хребта, с СЗ - Вилюйской горной страной, с Ю и ЮЗ - Южно-Якутским плато.
Административно-территориальное деление ЦЯ увязано со сложившейся естественно-исторической одноименной областью.
В настоящей работе рассматривается часть территории Якутии, расположенная в основном в Лено-Амгинском междуречье, в пределах Усть-Алданского, Алексеевского, Чурапчинского, Мегино-Кан-галасского, Намского, Якутского и Амгинского административных районов. Согласно существующему сельскохозяйственному и эколо-го-экономическому районированию О.С.Морозова l88j и И.И.Моисеева [l86j- это преимущественно сельскохозяйственные районы. Промышленность их представлена предприятиями обрабатывающей и перерабатывающей отраслей, строительной индустрией и энергетикой. Набирает темпы газодобывающая промышленность, осваиваются залежи других полезных ископаемых.
Согласно лесохозяйственному районированию И.П.Щербакова [з57], по характеристике лесного фонда и степени его использования, эти районы объединены в один - Центральный, с лиственничными лесами низкой товарности и средним запасом ИЗ м3/га.
М.Н.Караваев Гі29І по признаку растительного покрова в сочетании с другими физико-географическими факторами рассматриваемый нами район ЦЯ относит к самостоятельной Приленской ботанико-гео-графической подпровинции.
С.С.Коржуев[_365] выделяет в изучении и освоении территории Якутии три основных этапа. Первый (УП-ХУШ вв.) - времена землепроходцев, проникших на Лену. На основании сведений, добытых ими, П.И.Годунов в 1667г. составил первую карту Сибири. Начало систематического и комплексного изучения региона знаменует второй этап (XIX в. и до 1917 года), связанный с именами Р.К.Маака,собравшего сведения по географии, этнографии и экономике района; А.Ф.Миддендорфа \36Ц, опубликовавшего обстоятельные сведения о климате, растительности и животном мире; польского ссыльного В.А.0ерошевского[359] , А.К.Каяндера, П.В.Оленина, В.И.Зверева и др. С 1910 по 1914- годы на территории Центральной и Южной Якутии работала комплексная экспедиция Переселенческого управления в составе ботаников Р.И.Аболина и В.П.Дробова, почвоведов К.К. Никифорова, Г.И.Доленко, В.Ф.Соколова. С 1908 по 1919 годы проведено лесоэкономическое обследование лесов вдоль среднего течения Лены, в наиболее перспективных для рубок местах І359І. Всего до 1917 г. наземным способом было обследовано около 30$ ле-сопокрытой площади Якутии [25], в основном центральной части.
Лесной фонд района исследования
Как отмечалось ранее, исследуемая территория расположена в пределах 7 административных районов, общей площадью 106.5 тыс. км [збб] Практически в пределах районных границ находятся и границы одноименных (за исключением Таттинского) лесхозов .
Таким образом, в настоящее время все лесхозы устроены более точными, по сравнению с аэротаксационным обследованием 1949-1954 годов, методами лесоустройства, что позволило получить достаточно полную сводную характеристику лесного фонда района исследования, приводимую в этой работе. Основой для получения характеристики лесов послужили материалы учета лесного фонда по состоянию на I.01.1978 г. и соответствующие разделы проектов организации лесного хозяйства лесхозов [242], а также данные наших исследований. В табл.2.2 приведены сведения о ГЛф ЦЯ в пределах отдельных категорий земель и её лесистость в разрезе лесхозов. При определении лесистости района не учтена площадь лесов других землепользователей. Но, так как площадь эта очень незначительная, особого влияния на лесистость она не оказывает; например, лесистость Чурап чинского района с ее учетом составляет 83% (+0.7%), Усть-Алдан ского - 79.4% (+0.1%) по данным последнего лесоустройства. В дальнейшем изложении мы будем оперировать данными.
Анализ цифровых данных таблицы свидетельствует о достаточно высоком проценте лесистости республики, в целом - 44%, что значительно превышает лесистость страны - 34.5%[l66j. Вместе с тем,лесистость республики в целом намного меньше лесистости центральной её части, рассматриваемой в данной работе, что объясняется наличием на Крайнем Севере огромных пространств тундры и болот.
Лесистость западной части региона ЦЯ значительно ниже восточной, что объясняется в основном более интенсивным хозяйственным освоением, повлекшим за собой увеличение сельскохозяйственных угодий за счет освоения лесных площадей.
Основные методические предпосылки
Основой познания окружающего мира является марксистско-ленинская философия, диалектический метод которой используется в качестве общего как для всего естествознания, так и для любого его объекта» в т.ч. и лесных биоценозов - сложных биологических систем. Все явления в таких системах органически взаимосвязаны, причинно обусловлены, т.е. находятся в постоянном движении и изменении. С причинно-следственными связями тесно связан вероятностно-статистический метод, открывающий возможности для познания действительности. В лесных ценозах протекают сложные процессы, одним из следствий которых является изменчивость таксационных показателей важнейшего их компонента - древостоя. Исследование структуры лесных биогеоценозов возможно только с применением современных методов теории вероятности и математической статистики, теории корреляции, регрессионного анализа, теории распределения и т.д.
В основу сбора экспериментального материала в настоящем исследовании положены выборочные методы. Эти методы менее трудоемки, а при правильном их планировании дают достоверную информацию об изучаемом объекте, т.е. репрезентативно представляют генеральную совокупность.
Уровень современных знаний о природе леса позволяет формализировать широкий круг закономерностей развития древостоев и найти их математическое выражение. Если известны суть и форма причинно следственных связей, го возможно построение эмпирических (функциональных) моделей, основанных на дедукции и применяемых в лесном деле. В работе широко применялись методы математической статистики, как основное средство разработки моделей. Они позволяют оценить надежность выбранной модели на соответствующем вероятностном уровне. В качестве математической формы эмпирических моделей связи нами использованы множественные регрессионные уравнения, точность и адекватность которых сравнивались с помощью соответствующих статистических критериев [181,62,208,160 . В процессе статистического анализа применялась теория распределений, как основа статистических выводов, оценки параметров и проверки статистических гипотез.
При обработке исходного материала, корреляционном и статистическом анализе и т.д. широко использовалась современная быстродействующая вычислительная техника - ЭВМ "Минск-32" и ЕС-І022, преимущественно по программам, разработанным на кафедре лесной таксации УСХА.
Возрастная структура и формирование древостоев
Эволюция взглядов на возрастную структуру древостоев естественных лесов достаточно подробно освещена в работе _I47J . Высказанный ещё М.М.Орловым І2Іб] тезис:"Между двумя намеченными крайностями - полной одновозрастностью и чрезвычайной разновозраст-ностью насаждений - в действительности существует бесконечно большое число переходов, придающих, например, большинству насаждений русских лесов смешанный характер" Гс.106-107 ,был подтвержден на 1-й конференции, посвященной изучению разновозрастных лесов Сибири, Урала и Д.Востока, состоявшейся в апреле 1967 года в Красноярске 14б.
Многочисленными исследователями убедительно доказано, что разновозрастность присуща не только темнохвойным лесам -(И.И.Гусев 76,80], И.В.Семечкин [260J, Э.Н.Фалалеев [зіз], Е.И.Цурик [325 , В.Г.Балкунов [22), но и соснякам и лиственничникам: {С.С. Шанин и С.Н.Товбис [337 [226І, А.А.Дзедзюля [88 Г.Е.Комин [l45,I46,I47 , Г.Л.Перцев , Л.В.Чистяков [ззз] , Н.Ф.Петров [227 , В.М.Богданов [29,Зо], П.М.Верхунов [З9,4і], Б.й.Подмаско [229 , В.И.Дитрих [87], Э.Н.Фалалеев, И.И.Мачернис [3I5J, Л.К.Поздняков [237І, Н.Е.Суприянович [278І, В.А.Глаголев [бОІ, И.Ф.Шурдук р55І, Э.Н.Фалалеев [3I7J и др.) на всей протяженности их обширного ареала.
Признание наличия разновозрастности в лесах естественного происхождения вызвало необходимость классифицирования древостоев по их возрастной структуре. Предложен ряд классификаций,основанных на характере распределения деревьев по возрасту: Р.Г.Си нельщиков [266І, А.С.Матвеев-Мотин Гі77 Комин и И.В.Семечкин ГІ47Ч, Н.Ф.Петров, И.И.Гусев [?б], Г.Е. 227 . В дальнейшем изучение возрастной структуры, базируясь в основном на понятиях и определениях этих авторов, совершенствовалось в направлении более глубокого изучения зависимостей параметров рядов распределения, тесноты и характера взаимосвязи таксационных признаков древостоя (И.И.Гусев ИЗО]» Е.И.Цурик [_325j и др.).
Первые маршрутные исследования 20-30-х годов лесов ЦЯ показали, что лиственничным насаждениям этого региона свойственна раз-новозрастность (В.П.Дробов І9ХІ, С.Н.Недригайлов [201,202,203], Р.И.Аболин [і]). Причиной возникновения "сравнительно-одновозрэ-стных" насаждений Н.С.Недригайлов, как и все остальные, считал многочисленные лесные пожары, "... там едва ли можно найти хотя бы незначительную площадку, которая не носила бы следов огня"» Г20І,с.22ш. Более поздние лесоводетвенные исследования лесов Якутии (А.И.Уткин, А.С.Исаев [308], Л.К.Поздняков [234], Р.В.Чу-гунова Гз34І, О.Ф.Забелин flOTJ, И.П.Щербаков [360 подтверждают решающее воздействие огня, преимущественно низовых лесных пожаров, на формирование лесной растительности.
Показатели формы и полнодревесности
Исследования формы и полнодревесности представляют не только познавательный интерес, но имеют и практическое значение - как обоснование одного из возможных путей определения объемов стволов и разработки соответствующих НСД. Хотя в последнее время при составлении объемных таблиц все чаще применяются методы множественной регрессии объема на факторы, непосредственно определяемые в натуре (обычно d,ti) показатели формы и полнодревесности также не потеряли своего значения [i J.
Обычно форма ствола характеризуется относительными величина ми сбега - коэффициентами формы Q, предложенными А.Шиффелем, и классами формы с введенными в отечественную лесотаксационную практику Н.В.Третьяковым Г259І. Последняя рекомендация следовала из предполагаемой независимости q от таксационных показателей дерева, в первую очередь от высоты. Однако последующие исследования показали приближенность этой предпосылки, а сложности определения а фактически исключили использование классов формы при разработке соответствующих типов НСД. Коэффициенты формы, особенного» широко используются в методике составления таблиц;так еще А.Шиффелем были составлены массовые таблицы, одним из входов в которые был коэффициент формы Q . Широко известны таблицы Союзлеспрома, составленные по трем классам коэффициентов формы _I4j.
В.К.Захаров ]П7] предложил характеризовать форму стволов по относительному сбегу, выраженному в процентах кс! при делении ствола на 10 частей (эти величины Гогенадль называл числыми сбега). На основании своих исследований автор выдвинул гипотезу о единстве средней формы отдельных древесных пород, не зависящей отК,аи возраста. Выдвинутая гипотеза нашла подтверждение в работах А.Н.Карпова [I33J, А.С.Головачева [64-,65], И.И.Гусева р77,79,83І и др. Но, как показали дальнейшие исследования М.Л. Дворецкого и Н.В.Мамаева [S6J на форму ствола влияют полнота,условия местопроизрастания и возраст. Более поздними исследованиями [267,215,155,266,106,111,45,56,14,285,252,114,115] установлено также влияние состава, класса бонитета, длины кроны, площади проекции кроны, ТВС и т.д. Поэтому, хотя предложенный В.К.Захаровым метод составления таблиц объема, основанный на использовании средних чисел сбега, используется и в настоящее время 1258П, получаемые результаты весьма приближенны.
Другим, не менее важным показателем морфологических особенностей ствола, непосредственно связанных с его объемом, является полнодревесность. Наибольшее теоретическое и практическое значение получили старые(j , J«5K) и нормальные Jo.i видовые числа [296,168,86,195,45,276,157,253,277,14,54,184,367,199]. Линь-Чан-Геноы [І68І предложено эмпирическое видовое число, как результат усреднения зависимости старого видового числа от высоты деревьев по данным таблиц объемов стволов.
