Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса 11
1.1. Краткая история рубок промежуточного пользования 11
1.2. Цели рубок промежуточного пользования 13
1.3. Виды рубок промежуточного пользования 14
1.4. Пути совершенствования рубок промежуточного пользования 21
Глава 2. Краткая характеристика природных условий района и объектов исследования 23
2.1. Характеристика Центрального лесотаксационного района 23
2.2. Краткая характеристика природных условий района 24
2.3. Характеристика объектов исследования 26
Глава 3. Объем экспериментального материала, программа работ и методика исследований 33
3.1. Объем экспериментального материала 33
3.2. Программа работ и методика исследований 37
Глава 4. Закономерности возрастной динамики роста и продуктивности древостоев 48
4.1. Закономерности возрастной динамики роста 48
4.1.1. Возрастная динамика средних высот 58
4.1.2. Рост деревьев по среднему диаметру 60
4.1.3. Возрастная динамика числа деревьев в сомкнутых древостоях 61
4.1.4. Возрастная динамика полнодревесности стволов деревьев в сомкнутых древостоях 62
4.1.5. Возрастная динамика продуктивности сомкнутых древостоев 63
Глава 5. Закономерности возрастной динамики элементов товарной продуктивности древостоев 72
5.1. Особенности товарной структуры осиновых древостоев 72
5.2. Закономерности возрастной динамики элементов товарной продуктивности древостоев 76
5.3. Формирование товарной структуры осиновых древостоев 80
Глава 6. Новый способ и средства диагностики деревьев 102
6.1. Новый способ и средства диагностики состояния древесины растущих деревьев 102
6.2. Краткая техническая характеристика прибора «RESISTOGRAPH» 102
6.3. Показатели экономической эффективности проведения рубок ухода 105
Выводы и предложения 109
Библиографический список 114
Приложения 122
- Виды рубок промежуточного пользования
- Краткая характеристика природных условий района
- Программа работ и методика исследований
- Рост деревьев по среднему диаметру
Введение к работе
Актуальность темы. Научная организация, планирование и ведение лесного хозяйства невозможны без наличия полных и достоверных данных, характеризующих состояние и динамику лесных ресурсов. Получение этой информации и ее качество обеспечиваются состоянием лесотаксационной нормативной базы, в разработке которой принимали участие многие ученые и практики (Н.П. Анучин, А.В. Тюрин, Н.Н. Свалов, А.Г. Мошкалев, В.В. Загреев, Н.Н. Гусев, Д.П. Столяров, Хлюстов В.К., Чернявский B.C., Верхунов П.М., Черных В.Л. и др.).
Актуальность работы - это постановка проблемы, решение которой позволит с большой эффективностью использовать имеющиеся лесные ресурсы главного и промежуточного пользования. В настоящее время специальных нормативов для оценки товарности древесины осиновых насаждений от рубок промежуточного пользования нет для большинства районов, хотя в этом ощущается острая необходимость в связи с комплексным подходом к учету и использованию всех видов лесных ресурсов.
Важность работы определяется и тем, что главной информационной основой лесопользования является разработка таксационных нормативов, отражающая количественную и качественную структуру заготовляемой древесины, как при главном, так и при промежуточном пользовании, что особенно актуально при формировании хозяйственно ценных осиновых древостоев с учетом специфики их санитарного состояния. (Л.Е. Михайлов, В.Г. Стороженко, A.M. Анкудинов, Б.Н. Владимиров, В.Н. Фокин и др.).
Отсутствие единого методического подхода, при формировании взаимоувязанной системы лесотаксационных нормативов, в определяющей роли сказывается на их информативности. Выполненные исследования по изучению динамики роста и особенностей формирования товарной структуры осиновых древостоев под воздействием различных видов рубок ухода, позволяют решать актуальные задачи по рациональному ведению лесного хозяйства с более ши-
роким использованием сырьевых и функциональных возможностей лесных насаждений.
Цели и задачи исследований. Целью проводимых исследований является разработка лесотаксационных нормативов для учета и оценки древесных ресурсов, получаемых от главного и промежуточного пользования лесом. Разработка программы и методики исследований по совершенствованию лесотаксационных нормативов проводилась с учетом типов лесорастительных условий, типов леса, классов бонитета и других лесотаксационных характеристик.
В настоящее время остро стоит проблема сохранения, развития и совершенствования существующей и вновь создаваемой системы лесотаксационных нормативов на базе современных исследований и разработок. В результате предшествующих исследований уточнены известные и выявлены новые общие и региональные закономерности роста, прироста, продуктивности, строения и товарной структуры древостоев, осуществлено системное моделирование их природного разнообразия.
Многообразие существующих лесоводственных рекомендаций, методических и практических руководств нуждаются в конкретном таксационном обосновании для оценки и учета хозяйственной значимости проводимых лесо-хозяйственных мероприятий при формировании высокопродуктивных и устойчивых насаждений, посредством рубок промежуточного пользования.
Основная цель исследований заключалась в выявлении закономерностей и разработке моделей динамики роста и товарной структуры осинников для обоснования режима лесопользования. В процессе выполнения работ решались следующие задачи:
разработать статистические модели возрастной динамики морфометри-ческих показателей роста и продуктивности древостоев;
разработать статистические модели возрастной динамики элементов товарной продуктивности древостоев;
провести анализ изменения товарной и сортиментной структуры древостоев при различном режиме промежуточного пользования;
6 - провести анализ изменения товарной и сортиментной структуры древесины, получаемой при различных видах пользования в древостоях с различной степенью фаутности;
разработать модели выхода деловой древесины по отдельным видам сортиментов;
определить качественное состояние и оценить степень пораженное древесины грибными заболеваниями на основе методов и средств резистогра-фии.
Научная новизна. До последнего времени сортиментная и товарная структура древесины, получаемой от рубок промежуточного пользования, определялась по действующим нормативам, предназначенным для сплошных рубок в спелых древостоях. Разрабатываемые МГУЛ и ВНИИЛМ таксационные нормативы, их перечень и структура, позволяют проводить товарную оценку выбираемой древесины, получаемой от рубок промежуточного пользования. Необходимость такой оценки определяется видом проводимых рубок, их целевым назначением и возможностью дальнейшей сортиментации реализуемой древесины.
Выявлены новые закономерности формирования осиновых насаждений естественного происхождения, как сложных природно-биологических систем различного целевого и функционального назначения. Получено лесоводствен-но-биологическое обоснование эффективности проводимых лесохозяйственных мероприятий в вопросах регулирования промежуточного пользования с учетом целевых задач формирования осиновых насаждений.
Изучены особенности развития осиновых насаждений с различной степенью интенсивности проводимых рубок ухода, изменение их сортиментной и товарной структуры, пути повышения устойчивости к гнилевым заболеваниям и улучшения их санитарного состояния.
Приводятся результаты математического моделирования и программного обеспечения изучаемых закономерностей в вопросах совершенствования путей формирования многоцелевых осиновых насаждений. Уточнены закономерности
возрастной динамики роста, продуктивности и товарной структуры осинников для обоснования режима лесопользования и целевых задач по их формированию. Выявлены закономерности возрастной динамики элементов товарной продуктивности осиновых древостоев и разработаны статистические модели выхода деловой древесины по отдельным видам сортиментов. Дана лесово-дственная оценка формирования товарной структуры древесины по основной и подчиненной (выбираемой) частям древостоев.
Выявлена динамика роста и особенности продуктивности осинников в различных типах леса и типах лесорастительных условий. Изучены особенности роста осиновых древостоев с различной степенью интенсивности проводимых рубок ухода и товарная структура вырубаемой части древостоев. Предложены модели формирования осиновых древостоев, более устойчивых к гниле-вым заболеваниям.
Выявленные закономерности позволяют регулировать интенсивность и последовательность проведения рубок ухода с целью получения максимального выхода деловой древесины. Апробированы новые методы диагностики состояния древесины с использованием современных технологий.
Объекты и предмет исследований. Объектами исследований являлись осиновые насаждения естественного происхождения II—IV классов возраста в зоне елово-широколиственных лесов Европейской части Российской федерации с различным целевым характером их формирования, посредством рубок промежуточного пользования. Исследования проводились в кисличных, снытьево-хвощевых, липово-осоковых, майниково-черничных и других типах леса в период с 2000 по 2006 годы с учетом закономерностей формирования их товарной структуры в различные возрастные периоды при главном и промежуточном пользовании.
Предмет исследования - закономерности возрастной динамики роста и товарной структуры осиновых древостоев, моделирование выхода деловой древесины и определение качественного состояния древесины современными методами диагностики.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается большим объемом экспериментального материала, математической обработкой данных с использованием компьютерной техники, современных методов математического анализа, программного обеспечения и диагностики состояния исследуемых насаждений современными методами.
Личный вклад автора заключается в разработке программы и методики исследований, сборе и обработке экспериментального материала, обобщении результатов исследований по выявлению закономерностей роста, продуктивности и товарной структуры древесины осиновых насаждений при главном и промежуточном пользовании, применении новых методов диагностики качества древесины.
На защиту выносится научное обоснование характера возрастной динамики роста, продуктивности и товарной структуры древесины осиновых насаждений, закономерности возрастной динамики элементов товарной продуктивности и модели для расчета выхода деловой древесины и отдельных сортиментов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались и докладывались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Московского государственного университета леса (Москва, 2000-2006 г.), на чтениях, посвященных 95-летию со дня рождения академика РАСХН И.С. Мелехова (Москва, 2000 г.), на международной научной конференции по проблемам лесоведения и лесоводства, посвященной 100-летию со дня рождения академика РАСХН И.С. Мелехова (Москва, 2005 г.), на конференции Ш-го Международного Лесопромышленного Форума (Санкт-Петербург, 2001г.).
Практическая значимость выполненных исследований. Товарная структура древостоев характеризует качество растущей и отпускаемой на корню древесины. Характеристика товарной структуры используется при определении платы за отпускаемую древесину, обосновании возрастов рубки при главном и промежуточном пользовании лесом, выявлении эффективности про-
водимых лесохозяйственных мероприятий и их экономической оценки, рациональности разделки хлыстов на сортименты, планировании и использовании заготовляемой древесины и в ряде других задач. Товарная структура древостоев определяется при лесоустройстве и проведении целевых лесохозяйственных мероприятий.
На основании результатов исследований разработаны нормативы и предложены рекомендации для оценки возрастной динамики роста, продуктивности и товарной структуры осинников при обосновании главного и промежуточного пользований. Они позволяют более точно оценивать хозяйственную значимость получаемой при вырубке древесины, ее товарную и сортиментную структуру растущей и вырубаемой частей древостоев. Выявлены ее взаимосвязи с основными пороками, определяющими проведение лесохозяйственных мероприятий по формированию насаждений.
Реализация полученных разработок позволяет регулировать интенсивность и повторяемость разреживаний при формировании осиновых древостоев с наибольшим выходом хозяйственно ценной древесины.
Разработаны конкретные рекомендации по формированию товарной структуры осиновых насаждений различного целевого назначения в зависимости от вида проводимых рубок ухода, их интенсивности и повторяемости. Приводится лесоводственная и таксационная характеристика осинников на базе вновь созданных и откорректированных нормативов для их оценки в вопросах особенностей роста и развития, сортиментной и товарной структуры, санитарного состояния.
Апробированы новые методы диагностики состояния древесины с использованием современных технологий. Результаты исследований говорят о необходимости комплексного подхода к вопросам учета и оценки лесных ресурсов и функций осиновых насаждений, путей их формирования и сохранения, как многоплановых биологических систем, занимающих существенное место в общей структуре лесных сообществ зоны елово-широколиственных лесов Европейской части Российской Федерации.
Внедрение и публикации результатов исследований. Результаты исследований по совершенствованию путей формирования осиновых древостоев прошли производственную проверку, одобрены и внедрены в лесохозяйствен-ную деятельность в Сергиево-Посадском опытном лесхозе, Москворецком и «Юго-Восточном» ГУ Спецлесхозах.
Основные положения работы включены в комплексные научно-исследовательские проекты (совместно с ВНИИЛМ) "Разработка лесотаксаци-онной нормативной базы для целей мониторинга лесов "Юго-Восточного лесхоза" в 2000 г. и "Организация комплексного мониторинга состояния естественных и искусственных насаждений Бирюлевского лесопарка" в 2003 г. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Изложена на 155 страницах машинописного текста, включает 25 таблиц и 37 рисунков. Список литературы содержит 105 наименований, в том числе 5 на иностранных языках.
Благодарности. Автор благодарит ФГУ ВНИИЛМ и ФГУП «Центрлес-проект» за предоставленные исходные данные пробных площадей и модельных деревьев. Особую признательность выражает доктору с.-х. наук, профессору В.К. Хлюстову за оказанную помощь в подготовке диссертации к защите.
Работа выполнена на кафедре лесоустройства и охраны леса в Государственном образовательном учреждении высшего и профессионального образования «Московский государственный университет леса» (ГОУ ВПО «МГУЛ»).
Виды рубок промежуточного пользования
Согласно Наставлению по рубкам ухода в равнинных лесах Европейской части России [48] к рубкам промежуточного пользования относят: - рубки ухода за лесом (включая рубки обновления и т.п.); - санитарные рубки; - рубки реконструкции малоценных насаждений, а также теряющих защитные, водоохранные и другие природоохранные функции.
Рубки ухода за лесом - уход, который осуществляется путем удаления из насаждений нежелательных деревьев и создания в насаждениях условий роста лучшим деревьям главных пород, направленный на формирование устойчивых и высокопродуктивных целевых насаждений с использованием древесины вырубаемых деревьев.
Проект рубок ухода за лесом и их размещение в ревизионном периоде составляется на основе хозяйственных распоряжений, назначенных таксатором в натуре. Лесоустройство выявляет и отражает в своих материалах всю площадь насаждений, нуждающихся в рубках ухода по лесоводственным требованиям [1,9,16,20,41,50]. Во всех освоенных и намеченных к освоению лесах осветления и прочистки проектируются независимо от возможности сбыта древесины. Ежегодный размер рубок ухода определяется по площади и объему выбираемой части древесины по каждому виду рубок [9,11,30,38]. При этом по площади он определяется делением площади насаждений, нуждающихся в рубках ухода, на период повторяемости рубок, а по запасу умножением площади годового размера рубок на средний вырубаемый запас с 1 га, определяемый по средней интенсивности рубок (проценту выборки древесины), назначаемой таксатором.
Рубками ухода достигается: улучшение породного состава и качественного состояния формируемых насаждений; увеличение размера пользования древесиной с единицы площади; улучшение санитарного, гигиенического и эстетического состояния лесов и почвенного субстрата [44,50,51]. В нашей стране применяют четыре вида рубок ухода: осветления, прочистки, прореживания и проходные рубки [48,98]. Проведение каждого вида рубок ухода зависит от возрастной структуры насаждений. Осветления. Термин «осветление» с недостаточной точностью отражает назначение рубок, он объясняет только одну сторону задачи, которую решают при осветлении - устранение затенения деревьев главной породы, но при осветлении решается и другая немаловажная проблема - уход за составом, уже в это время в основном удаляются второстепенные породы.
По интенсивности осветления сильно колеблются, и в отдельных случаях могут достигать 70-80%. Осветления проводят в основном в смешанных насаждениях, но рекомендуется, если есть возможность, проводить их и в чистых мо-лодняках [20]. Большинство авторов считает, что чистые молодняки можно оставлять без ухода до жерднякового возраста [42,51]. При выращивании мягко-лиственных пород в большинстве случаев разделять осветления и прочистки не требуется. Осветления в этих насаждения, в том числе и осиновых, можно считать и прочистками.
Прочистки. Вторым этапом рубок ухода являются прочистки, они продолжаются до возраста древостоя 20 лет и представляют уход за составом. Во время прочисток из древостоя выбирают неудовлетворительные экземпляры, то есть мешающие другим: фаутные, ветровальные, суховершинные, второстепенной породы. Выбирая во время прочисток неудовлетворительные экземпляры второстепенных и главных пород, формируют качественный состав древостоя.
Прореживания. Рубки ухода, проводимые в возрасте 21-40 лет в насаждениях твердолиственных и хвойных пород, и в возрасте 21-30 лет в мягколи-ственных насаждениях, получили название «прореживание». При прореживаниях необходимо найти оптимальный вариант количественного и качественного соотношения деревьев, нужно правильно отобрать лучшие деревья и создать им условия, в которых они могут сохранить высокую полнодревесность и очиститься от сучьев без большого ущерба для прироста по диаметру. Интенсивность прореживаний в зависимости от густоты бывает различной, однако следует оставлять достаточное количество экземпляров. Во время прореживаний необходимо по возможности убрать оставшиеся после прочисток неудовлетворительные экземпляры, чтобы к началу следующего этапа проходных рубок древостой состоял из лучших деревьев и вспомогательных.
Проходные рубки. За прореживанием следуют проходные рубки, которые проводятся в целях увеличения прироста лучших деревьев и сокращения сроков выращивания технически спелой древесины в возрасте 40-60 лет. В этом возрасте формирование стволов уже в большей степени закончилось, деревья достаточно очистились от сучьев и уже с большей вероятностью можно определить лучшие по качеству и состоянию деревья. Поэтому при проведении проходных рубок, необходимо более тщательно отбирать деревья в рубку, т.к. оставшиеся должны составить основу рубок главного пользования. Проведение каждого вида рубок ухода зависит от возрастной структуры насаждений. В таблице 1 приводятся возрастные периоды древостоев для проведения основных видов рубок ухода согласно действующему «Наставлению по рубкам ухода в равнинных лесах Европейской части России» [48]. Возрасты насаждений по видам рубок ухода устанавливаются с учетом природно-экономических условий региона. Таблица 1 Возрастные периоды древостоев для проведения рубок ухода Виды рубок ухода Возраст древостоев, лет хвойных, твердолиственныхсеменного и первой генерациипорослевого происхожденияпри возрасте главной рубки остальных пород при возрасте главной рубки свыше 100 лет не более 100 лет свыше 60 лет 50-60лет не более 50 лет 1 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 Осветления до 10 ДО 10 ДО 10 до 10 ДО 10 до 5 Прочистки 11-20 11-20 11-20 11-20 11-20 6-Ю Прореживания 21-60 21-50 21-40 21-40 21-30 11-20 Проходные рубки свыше 60 свыше 50 свыше 40 свыше 40 свыше 30 свыше 20 Согласно «Наставлению по рубкам ухода в равнинных лесах Европейской части России» [48] определены следующие основные нормативы рубок ухода: - время начала и окончания рубок ухода; - интенсивность рубок ухода; - повторяемость рубок ухода. Данные нормативы устанавливаются с учетом природных и экономических особенностей лесохозяйственных округов, а в их пределах в зависимости от особенностей групп типов леса, условий роста, начальной и целевой характеристик насаждений.
Время начала и окончания рубок ухода определяется конкретной характеристикой насаждения (категорией защитности, составом, состоянием, целевой задачей мероприятий и т.п.). Так, в смешанных насаждениях (модальных) с участием хозяйственно ценных пород уход начинается при обнаружении неблагоприятного влияния второстепенных пород на главные, в чистых молодняках рубки ухода проводятся при высокой сомкнутости крон (0,8 и выше) и т.д.
Краткая характеристика природных условий района
Объектом данных исследований являлись осиновые насаждения естественного происхождения в зоне елово-широколиственных лесов Европейской части России. Зона елово-широколиственных лесов отличается большим разнообразием и богатством видового состава растительного покрова [6]. Леса этой зоны имеют разновозрастную и многоярусную структуру.. Их видовой состав представлен всеми основными лесообразующими породами, в том числе и осиновыми насаждениями [41,42]. Осина (Populus tremula) - имеет большой естественный ареал и образует как чистые, так и смешанные насаждения. Ее широкий ареал говорит о малотребовательности к климатическим условиям, морозо-и засухоустойчива [15,18,23]. Растет осина на различных почвах, даже на сухих песчаных, но предпочитает почву богатую перегноем, свежую, почти сырую, преимущественно равнинного или пойменного характера [30,32,55]. Она хорошо растет на плодородных и хорошо дренированных почвах среднего механического состава.
Осина светолюбивая древесная порода с поверхностной и сильноразветв-ленной корневой системой [90]. Встречается как отдельными деревьями и небольшими куртинами, так и насаждениями в смеси с другими породами. Отличается исключительно благоприятными биологическими особенностями в борьбе за существование, а в отношении естественного возобновления является породой-пионером [97,99].
Осина является почвоулучшающей породой и образует мягкий, обогащенный известью, гумус [23]. От ее отпада на гектар площади в почву поступает до 72 кг кальция, 35 кг азота, 30 кг калия и 230 кг зольных элементов [24]. Общий запас гумуса, с учетом большой величины естественного отпада, в метровом слое почвы под пологом осинников, составляет от 200 до 500 тонн на гектар [50,53].
Основными формами осины являются зеленокорая и серокорая. Сероко-рая форма обладает более быстрым ростом и иммунитетом к гнилевым заболеваниям. Академик Яблоков А.С. выделил особую исполинскую форму осины, отличающуюся мощным ростом и здоровой высококачественной древесиной [99,100]. Осиновые леса являются производными, что в значительной степени связано с хозяйственной деятельностью человека. Массовое расселение осинников наблюдается на свежих вырубках или после пожаров.
Продуктивность осиновых насаждений тесно связана с типами леса [62,63]. Так, в зоне хвойно-широколиственных лесов, после вырубки сосняков, образуются осинники сложные мелкотравные 1-Й класса бонитета. После вырубки ельников образуются осинники сложные широкотравные 1а-1 класса бонитета, чернично-широкотравные I-II класса бонитета, приручейно-крупнотравные II-III класса бонитета [64]. Исследования проводились в различных типах леса с учетом особенностей роста и состояния осиновых древостоев.
Смена пород и образование осиновых насаждений имеет место преимущественно в еловых типах леса, так как лучшие условия произрастания для ели в лесной зоне являются лучшими и для осины [63,67]. Поэтому типы осинового леса установлены для лесной зоны те же, что и для хвойных пород, а именно: осинники-кисличники, осинники-черничники и др.
Осина, одна из быстрорастущих пород, обладая множеством положительных качеств, имеет крупный биологический недостаток - она с раннего возраста заражается сердцевидной и комлевой гнилью, что значительно снижает ее деловые качества [7,8,25,70,73].
Поражение комлевой гнилью происходит в раннем возрасте и определяется ее отпрысковым происхождением. Поражение же сердцевидной гнилью происходит с возраста 15-20 лет и носит споровый характер. Оба вида гнили в значительной мере определяют состояние осиновых древостоев и их хозяйственную ценность. Проводимые лесохозяйственные мероприятия по формированию высокопродуктивных осиновых насаждений должны проводится с учетом степени пораженности их грибными заболеваниями [75,85]. Старейший авторитет русского лесоводства Ф.К.Арнольд писал о значении осины следующее: «Лесоводственные и технические свойства осины, которые делают ее для наших условий особенно ценной лесной породой, определяются ее быстрым ростом, значительными размерами, не требовательностью к почвенным и климатическим условиям, малым издержкам на ее возобновление» [6].По данным учета лесного фонда на 01.01.2002г площадь осинников в Российской Федерации превышает 19788,0 га с запасом более 2938,01 млн.м3, что составляет 16 % всей лесопокрытой площади региона.
Осинник кисличник Сз Влажная сурамень осина, береза - 1а Е,редкий отсутствует кислица, щитовник, мятлик возвышенные положения дерново-подзолистая, супесчаная на суглинках Осинник лещиновый СзВлажная сурамень осина осина,ель 16 Е, средней густоты густой: лещина медуница, сныть, костяника ровное плато дерново-подзолистая, супесчаная на суглинках Осинник черничник в3Влажная суборь осина,ель, береза - 1-Й Е,редкий редкий:крушина,рябина черника,брусника,грушанка пониженные плато дерново-подзолистая, супесчаная
Осинник разнотравный в3СзВлажная суромень осина,ель, береза - 1-ІЙ Е, средней густоты редкий: крушина, рябина, ольха серая густой: щитовник остистый, таволга пониженныевлажные места Торфянисто-перегнойная, глеевая на суглинках
31 Широкая представленность осиновых древостоев различных возрастных категорий в зоне елово-широколиственных лесов обусловливает необходимость детального изучения путей их формирования и сохранения, как ценного биологического вида. Планируемые и проводимые лесохозяйственные мероприятия должны учитывать особенности данной породы, целевые задачи ее выращивания и сохранения.
Планируемые и проводимые лесохозяйственные мероприятия должны учитывать особенности данной породы, целевые задачи ее выращивания и сохранения. Разрабатываемые положения исследований имели своей целью определение качественных характеристик древесины осиновых насаждений, вырубаемой при различных рубках промежуточного пользования в процессе их формирования и установление нормативов по выходу основных видов деловых сортиментов, дров и отходов.
При подборе экспериментальных участков для закладки пробных площадей и проведения натурных исследований использовались известные в таксации леса методические подходы и разработки, обеспечивающие получение объективных данных, характеризующих состояние и динамику лесных насаждений в связи с проведением лесохозяйственных мероприятий различного целевого назначения [48,53,54,65].
Места закладки пробных площадей устанавливались с учетом природных и экономических особенностей лесохозяйственных округов, а в их пределах в зависимости от особенностей групп типов леса и условий роста [66,67].
Программа работ и методика исследований
Программа работ. Программой предусматривалось решение ряда вопросов, связанных с оценкой возрастной динамики таксационных показателей естественных осиновых древостоев и особенностей формирования товарной структуры древесины, получаемой от рубок промежуточного пользования в зоне елово-широколиственных лесов Европейской части России путем проведения многоплановых экспериментальных работ по сбору исходной информации и практической апробации полученных результатов.
Перечень планируемых исследований определен утвержденной программой диссертационной работы и практическими возможностями проведения исследований по сбору экспериментального материала в пределах изучаемого региона с учетом его статистической значимости и достоверности.
Срок проработки темы и полученные в ходе исследований дополнительные результаты практической деятельности, по вопросам формирования товарной структуры осиновых древостоев, позволили включить в проводимые исследования современные методы математической обработки экспериментальных данных, позволяющие наиболее достоверно оценивать хозяйственную значимость получаемой древесины при промежуточном пользовании. Программой работ предусматривалось проведение следующего перечня научных и практических исследований: 1. Разработать статистические модели возрастной динамики морфомет-рических показателей роста и продуктивности древостоев; 2. Разработать статистические модели возрастной динамики элементов товарной продуктивности древостоев; 3. Дать анализ изменения товарной и сортиментной структуры древостоев при различном режиме промежуточного пользования; 4. Дать анализ изменения товарной и сортиментной структуры древесины, получаемой при различных видах пользования в древостоях с различной степенью фаутности; 5. Разработать модели выхода деловой древесины по отдельным видам сортиментов; 6. Определить качественное состояние и оценить степень пораженности древесины гнилями на основе методов и средств резистографии.
Для решения поставленных выше задач математического и программного обеспечения проводилось проведение следующего перечня экспериментальных исследований и научных разработок: 1. Закладка серии постоянных пробных площадей (экспериментальных и контрольных) с целью изучения путей формирования осиновых древостоев посредством рубок ухода и характера изменения показателей сортиментно-товарной структуры в ходе проводимых лесохо-зяйственных мероприятий. 2. Детальная лесоводственная и таксационная оценка осиновых древостоев на пробных площадях в различных типах леса с целью определения их принадлежности к конкретным естественным рядам развития, определяющим, в конечном итоге, особенности роста, биологическую устойчивость и хозяйственную ценность получаемой древесины от рубок главного и промежуточного пользования в различные периоды их роста. 3. Группировка пробных площадей с одинаковыми естественными рядами развития осиновых древостоев по возрастным категориям, сходству происхождения и характеру произошедших структурных изменений в результате проведенных ранее лесохозяйственных мероприятий с учетом и оценкой качества оставляемой и выбираемой при этом древесины. 4. Изучение закономерностей и особенностей хода роста осиновых древостоев на пробных площадях, затронутых рубками промежуточного пользования различной интенсивности, вида и повторяемости. 5. Определение степени влияния проводимых лесохозяйственных мероприятий на характер формирования товарности осиновых древостоев с учетом последовательности и интенсивности их проведения. 6. Изучение особенностей товарной структуры древесины осиновых насаждений, получаемой при промежуточном пользовании, с учетом различной степени пораженности их грибными заболеваниями в различные возрастные периоды развития. 7. Определение вида, последовательности, повторяемости и интенсивности рубок ухода в осиновых древостоях различного целевого назначения, происхождения, возрастной структуры и общего санитарного состояния, позволяющих проводить выборку наиболее хозяйственно ценных деревьев при соблюдении основных лесоводственных требований. 8. Разработка практических предложений по совершенствованию мониторинга товарности древесины осиновых насаждений, получаемой от рубок промежуточного пользования.
Методика исследований. Разработка общей структуры и содержания методики исследований и ее отдельных разделов проводилась с учетом программы планируемых экспериментальных и исследовательских работ. Методика исследований разрабатывалась с учетом существующих требований, поло жений, указаний и рекомендаций, соответствующих наиболее полному решению поставленных задач [10,16,26,38,48].
Теория планирования и постановки эксперимента с учетом различной степени информативности по отдельным направлениям, в том числе и промежуточному пользованию лесом, требует детальной проработки всех этапов исследований на различных уровнях: - отбор и анализ множества исходных данных, характеризующих объект моделирования - осиновые древостой; - классификация видов, способов, последовательности и интенсивности проведения рубок промежуточного пользования; - объективный системный анализ с определением границ областей моделирования в зависимости от конкретных характеристик осиновых насаждений и целей формирования их товарной структуры.
Методика исследования возрастной динамики роста и продуктивности осиновых древостоев базируется на массовом экспериментальном материале в соответствии с требованиями Методических рекомендаций по составлению таблиц хода роста [65] и Рекомендаций по закладке и обработке пробных площадей на рубки ухода [66] . Проводилась апробация разработанной программы для корректировки используемых таблиц хода роста с учетом конкретных условий их местопроизрастания [,63,64]. Методической основой для выделения типов леса служили «Рекомендации по выделению коренных и производных групп типов леса лесной зоны Европейской части РСФСР [62] и «Лесная типология» академика Мелехова И.С. [44]. Состояние пораженных заболеваниями осинников оценивалось по рекомендациям Михайлова Л.Е. [42], Стороженко В.Г. [70,71] и Санитарным требованиям в лесах Российской Федерации [68].
Рост деревьев по среднему диаметру
Производными от регрессий возрастной динамики запаса древостоев (рис.16) являются текущее и среднее изменение запаса. Графическая интерпретация возрастной динамики этих показателей представлена на рисунке 17. Опущенные перпендикуляры на ось абсцисс указывают на возраст пересечения среднего и текущего прироста, соответствующий количественной спелости древостоев.
Возрастная динамика среднего и текущего изменения запасов по ступеням средних высот в 50-летнем возрасте сомкнутых древостоев. На рисунке 18 приводится взаимосвязь запаса сомкнутых древостоев со средней высотой по ступеням средних высот. Сопоставление ее с усредненной линией регрессии, используемой при таксации запасов сомкнутых осинников по стандартным нормативам, подтверждает более детальное рассмотрение в проведенных исследованиях закономерностей продуктивности древостоев.
На рисунке 17 приводится возрастная динамика текущего и среднего изменения запасов по заданным ступеням средних высот, что позволяет рассматривать вопрос о возрасте их совпадения, соответствующем возрасту количественной спелости. Она колеблется от 35 лет в высокопродуктивных осинниках до 45 лет при средней продуктивности, соответствующей II классу бонитета.
С помощью разработанных моделей возрастной динамики роста древостоев определены возрасты спелости и дано обоснование размера главного и промежуточного пользования лесом.
Анализ санитарного состояния осинников в древостоях III-VI классов возраста показал, что с 25-35 % степенью пораженности гнилями максималь 66 ный выход по деловой древесине, выбираемой при рубках ухода снижается до 50-60 %, спичечного шпона до 30 %, балансов 2-4 сортов до 50 %.
Изложенные фрагменты сравнения возрастной динамики таксационных показателей осиновых древостоев следует рассматривать с позиций возможности обоснования размера лесопользования при различных уровнях продуктивности.
Комплексный подход к использованию лесных ресурсов в различные возрастные периоды развития насаждений предусматривает проведение учета выбираемой древесины, как дополнительного сырьевого источника [21,34,]. Целью проводимой работы являлось предварительное изучение особенностей учета товарной структуры древесины, получаемой от рубок ухода (прореживание и проходные рубки) в осиновых насаждениях изучаемого района. Характер товарной структуры выбираемой древесины изучался по материалам постоянных пробных площадей и сплошных вырубок в Оленинском ЛПХ Тверской области и Сергиево-Посадском опытном лесхозе Московской области. Экспериментальные исследования проводились в осиновых древостоях различного возраста, соответствующего срокам проведения лесохозяйственных мероприятий в виде рубок ухода.
В настоящее время определение товарной структуры древесины, получаемой от рубок ухода, проводится с использованием действующих сортимент-ных таблиц, предназначенных для сплошных рубок [10,26]. Специфика отбора деревьев, выбираемых при прореживании и прочистках, приводит к значительному различию их товарной структуры по сравнению со сплошными рубками. Целевые задачи проводимых рубок ухода, их повторяемость и интенсивность в значительной степени определяют сортиментную структуру выбираемой части древостоя. Однако специальных сортиментных и товарных таблиц для оценки древесины от рубок ухода не существует.
В рубку ухода назначаются деревья искривленные, угнетенные, усыхающие, сучковатые, с гнилью и другими пороками. Эти особенности рубки обусловливают различия в товарной структуре древесины по сравнению с такой оценкой древесины при сплошных рубках. Сортиментная структура зависит также от номера приема рубки (первый или следующие), интенсивности рубок, метода отбора деревьев в рубку, возраста, состава и полноты древостоев, назначенных в рубки ухода.
Необходимость разработки специальных сортиментных и товарных таблиц для оценки древесины от рубок ухода подтверждается предварительными результатами проведенных исследований в осиновых насаждениях естественного происхождения. Результаты проведенного учета только одного из распространенных пороков исследуемых осинников (поражение грибными заболеваниями), определяющего интенсивность выборки по запасу и количеству деревьев при прореживании и прочистке, говорят о необходимости внесения существенных поправок в используемые сортиментные и товарные таблицы. Необходимость корректировки сортиментных и товарных таблиц для оценки и учета древесины от рубок ухода определяется интенсивностью проводимых ле-сохозяйственных мероприятий в зависимости от санитарного состояния осиновых насаждений. Наличие высокой фаутности, в значительной мере, определяет интенсивность выборки по запасу в различные возрастные периоды развития осинников и определяет качество древесины.
Особенности товарной структуры древесины от рубок ухода определяются рядом причин, ведущими из которых являются существующие пороки и целевая выборка растущей части древостоя при проведении конкретных лесохо-зяйственных мероприятий по формированию осиновых насаждений.
Предварительные результаты проведенных исследований подтверждают принципиальное положение А.Г.Мошкалева [95] о необходимости составления специальных сортиментных и товарных таблиц для оценки древесины, получаемой от рубок ухода.
Достоверность разработанных и представляемых ниже эскизов таблиц хода роста (табл. 7) подтверждена по всем таксационным показателям древостоев: по средней высоте, среднему диаметру, числу стволов, их полнодревес-ности, сумме площадей сечений, запасу, приросту по запасу.
