Некоторые закономерности строения насаждений сосны

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Некоторые закономерности строения
насаждений сосны гослесополосы
ГУ «Оренбургское лесничество»
А.В. Исаев, аспирант; А.Ак. Гурский, д.с.х.н., профес
сор, Оренбургский ГАУ; А.Ан. Гурский, к.с.х.н., гл. спе
циалист, Министерство сельского хозяйства, пищевой
и перерабатывающей промышленности Оренбургской
области
Изучение строения древостоев начато лесово
дами достаточно давно: это – Вейзе, Вимменауэр
(XIX в.), Фекете (1902), Шиффель (1903). Пер
воначально сравнивались ряды распределения
деревьев с разным количеством ступеней, что
было крайне затруднительно. Место (ранг) сред
него дерева по Вейзе, как и редукционные числа
Шиффеля, в пределах древесной породы счита
лись относительно стабильными, однако эти
положения были опровергнуты рядом научных
работ [2; 3 и др.].
Определённый вклад в развитие методов изу
чения древостоев внёс профессор А.В. Тюрин
[6], который ввёл понятие «естественная ступень»
(она равна 0,1 от среднего диаметра древостоев).
Эти относительные ступени толщины были не
всегда равного количества, поэтому А.А. Мака
ренко [3] предложил наиболее объективный ме
тод изучения строения древостоев по 10 классам
в пределах размаха варьирования таксационно
го признака. В дальнейшем последовательное
изучение строения и хода роста древостоев
продолжено в разработках А.А. Гурского на
примере естественных сосняков ленточных
боров Казахстана [2].
В данной работе изучение строения древосто
ев проведено в чистых и смешанных насаждени
ях сосны гослесополосы с использованием мето
дики А.А. Макаренко [3] по данным восьми
пробных площадей, заложенных в разных участ
ках ГУ «Оренбургское лесничество».
В отличие от обычных подходов, когда эле
менты строения древостоев рассматриваются в
зависимости от их таксационных показателей,
типов леса (или групп типов леса), нами пред
принята попытка реализовать данный вопрос с
учётом глубины залегания карбонатного го
ризонта в чистых и смешанных насаждениях
сосны, произрастающих на следующих почвах
(условные группы):
Iя – чернозём южный карбонатный слабогу
мусированный среднемощный супесчаный на
элювиоделювии желтобурых карбонатных
супесей (35–40летние чистые насаждения);
II – чернозём южный карбонатный малогу
мусный среднемощный среднесуглинистый на
делювиальных желтобурых карбонатных гли
нах (45–50летние смешанные насаждения,
67С 34Яз).
Строение древостоев сосны рассматривалось
при 3х уровнях (вариантах) залегания в почве
карбонатного горизонта с сильным вскипанием
Познание закономерностей формирования,
роста и развития насаждений, состоящих из од
ной или нескольких древесных пород, основы
вается на известных законах единства и борьбы
противоположностей, перехода количества в ка
чество, отрицания отрицания. По принципам
этих законов все явления в лесу органически
взаимосвязаны, причинно обусловлены, находят
ся в постоянном движении и изменении [1].
Под строением древостоев понимается поря
док сочетания и характер взаимосвязи составля
ющих их деревьев по основным таксационным
признакам, как в статике, так и в динамике.
Поскольку древостой представляет собой еди
ную систему, где рост и развитие деревьев нахо
дятся в тесной взаимосвязи, то и изучение стро
ения должно проводиться для всей совокупности
деревьев без отделения какойлибо его состав
ной части, на что указывал Н.В. Третьяков [5].
Изучение строения древостоев и насаждений
в целом с использованием математикостатис
тических методов позволяет решить ряд теорети
ческих и практических вопросов не только в
вопросах количественной и качественной оцен
ки лесных ресурсов, но и в разработке лесовод
ственных приёмов по управлению процессами
формирования наиболее продуктивных и устой
чивых лесных ценозов.
От начала фазы формирования древостоев до
конечной фазы – разрушения (распада) основ
ного элемента (поколения) леса – проходят де
сятки лет, что приводит к перегруппировке и
перераспределению деревьев по ступеням тол
щины. Эти изменения, происходящие даже при
близких климатических условиях на протя
жении всего цикла развития (онтогенеза),
протекают при двух прямо противоположных
процессах – росте, то есть наращивании древе
сины, и отпаде, обусловленном отмиранием ча
сти деревьев.
Из этого следует, что общая численность и
распределение деревьев по размерам могут выра
жаться определёнными закономерностями, отра
жающими статическую и динамическую устой
чивость лесных ценозов на разных возрастных
этапах их развития.
37
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
от 10% HCl: 1й – с 41–44 см; 2й – с 60 см;
3й – с 83–85 см.
Статистики рядов распределения деревьев
сосны по таксационноморфологическим при
знакам представлены в таблице 1, где (Xср –
среднеарифметическое значение признака; ко
эффициенты: V – вариации, As – асимметрии,
Ex – эксцесса; P – точность опыта; Rxар, Rxкв –
ранги среднего дерева по среднеарифметическо
му и среднеквадратическому (таксационному)
диаметрам соответственно.
Изменчивость деревьев по высоте и протя
женности крон снижается с увеличением глу
бины залегания карбонатного горизонта, а по
диаметру крон наблюдается обратная зако
номерность.
Определенное значение в изучении строения
древостоев имеет установление ранга среднего
дерева по основным таксационноморфологичес
ким признакам в целях выявления их сходства и
различия.
Ранг среднего дерева по среднеарифметичес
кому диаметру определялся по уравнению про
фессора К.Е. Никитина [4], а по таксационному
диаметру – графически. Рассчитанные значения
ранга среднего дерева по таксационноморфоло
гическим признакам свидетельствуют, что дере
во со средним арифметическим диаметром не
будет являться средним по высоте, длине и диа
метру кроны по всем вариантам сравнения.
В значениях рангов среднего дерева по таксаци
онноморфологическим признакам более или ме
нее сходны чистые насаждения сосны: варианты
1й и 2й – от 0,1 до 2,4%. В смешанных насаж
дениях различия в значениях рангов изменяются
от 3,9 до 7,0%. Ранг среднего дерева по таксаци
онному диаметру расположен правее ранга сред
него дерева по среднеарифметическому диаметру
в рядах распределения: по I условной почвенной
группе – на 3,95, по II – на 3,75%, то есть эти
отклонения практически равнозначны.
Различия в коэффициентах асимметрии и
эксцесса таксационноморфологических при
знаков по вариантам сравнения неоднозначны,
что требует привлечения дополнительного экспе
риментального материала.
В древостое все показатели деревьев взаимо
связаны между собой и находятся под влиянием
антропогенных, биотических, пирогенных, по
чвенногидрологических и других факторов, что
может быть выражено определенными законо
мерностями.
Для выявлении тесноты связи между парами
признаков использовался коэффициент корре
ляции (r). Изменения тесноты связи между так
сационноморфологическими показателями по
1. Статистики рядов распределения деревьев по таксационноморфологическим признакам
Статистики
Xср, м
V, %
P, %
As
Ex
Rxар.
Xср, см
V, %
P, %
As
Ex
Rxар./Rxкв.
Xср, м
V, %
P, %
As
Ex
Rxар.
Xср, м
V, %
P, %
As
Ex
Rxар.
Чистые (I условная группа почв)
Смешанные (II условная группа почв)
варианты залегания карбонатов
1
2
3
4
Высота
10,5
12,8
11,5
16,8
33,5
26,6
24,8
14,1
5,5
3,1
3,6
1,9
-0,431
-0,753
-1,534
-0,703
-0,902
0,631
1,683
1,686
47,1
45,0
39,8
45,3
Диаметр на 1,3 м
14,0
15,6
19,3
20,5
29,5
33,1
29,5
20,0
2,0
2,5
3,2
1,9
0,081
0,095
-0,989
0,066
-0,296
-0,267
0,324
0,348
50,5/53,5
50,6/55,5
43,4/47,0
50,4/54,3
Протяженность крон
7,6
7,2
5,8
6,1
26,3
29,5
44,1
51,5
3,4
4,3
6,4
8,1
-0,177
-1,099
0,086
0,210
-0,332
0,881
-1,021
-0,862
48,8
42,7
50,6
51,4
Диаметр крон
3,7
4,2
3,9
3,5
31,7
30,5
43,3
38,2
4,5
4,5
6,3
5,4
0,266
-0,352
0,654
0,288
-0,545
-0,461
-0,031
-0,620
51,8
47,7
54,3
51,9
38
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
2. Изменение таксационноморфологических показателей деревьев
в зависимости от их толщины
Признаки
Варианты
залегания
карбонатов
Ступени толщины, см
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Чистые насаждения (I условная группа почв)
Высота, м
1
2
4,3
5,2
6,1
7,1
7,4
8,5
8,5
9,7
9,4
10,7
10,2
11,6
10,9
12,4
11,6
13,1
12,2
13,7
12,7
14,3
13,2
14,8
Протяженность
крон, м
1
2
2,5
2,5
2,8
2,8
3,3
3,3
3,9
3,9
4,5
4,5
5,3
5,3
6,2
6,2
7,1
7,1
8,2
8,2
9,4
9,4
10,6
10,6
Диаметр крон, м
1
2
1,5
2,0
1,9
2,2
2,3
2,4
2,7
2,7
3,2
3,1
3,6
3,4
4,0
3,9
4,4
4,4
4,9
4,9
5,3
5,5
5,7
6,1
Высота, м
1
3
5,9
–
7,7
7,7
9,1
10,1
10,5 12,8
11
14,6
11,6
16,0
12,2
17,1
12,6
17,8
12,9
18,3
13,2
18,6
13,3
18,7
Протяженность
крон, м
1
3
4,0
–
4,5
5,1
5,0
5,5
5,5
5,9
6,0
6,3
6,5
6,7
7,0
7,1
7,5
7,5
8,0
7,9
8,5
8,3
9,0
8,7
Диаметр крон, м
1
3
1,7
–
2,1
1,5
2,5
1,8
2,9
2,1
3,2
2,4
3,6
2,7
4,0
2,9
4,3
3,2
4,7
3,5
5,1
3,8
5,4
4,1
Смешанные насаждения (II условная группа почв)
вариантам сравнения оказались неоднозначны
ми. В чистых насаждениях (I условная группа
почв) между высотой и диаметром на 1,3 м
r = 0,69; протяженностью крон и диаметром на
1,3 м r = 0,45; диаметром крон и диаметром на
1,3 м r = 0,66; в смешанных насаждениях
(II условная группа почв): 0,74; 0,71 и 0,86 соот
ветственно. То есть теснота связи между указан
ными показателями в смешанных насаждениях
оказалась в среднем в 1,5 раза выше, чем в чи
стых. Кроме того, в смешанных насаждениях
наблюдается тенденция повышения тесноты
связи между таксационноморфологическими
признаками с понижением уровня залегания
карбонатного горизонта.
Закономерности изменения таксационно
морфологических показателей в зависимости от
толщины деревьев выражены математическими
моделями, результаты табулирования которых
приведены в таблице 2.
При повышении уровня залегания карбонат
ного горизонта отмечено снижение высоты дере
вьев в чистых и смешанных насаждениях по
ступеням толщины. В чистых насаждениях про
тяженность и диаметр крон деревьев по ступеням
толщины практически однозначны при разных
уровнях залегания карбонатного горизонта.
В смешанных насаждениях протяженность крон
деревьев в средних ступенях толщины различа
ется в пределах ±3%, а в крайних – от 3 до
+13%. Диаметры крон деревьев со снижением
глубины залегания карбонатного горизонта
уменьшаются на 24–28%.
Таким образом, выявлено негативное влияние
уровня залегания карбонатного горизонта с силь
ным вскипанием от 10% HCl на большинство
таксационноморфологических показателей как
в чистых, так и в смешанных насаждениях со
сны. Это требует дифференцированного подхода
к их таксации и разработке лесотаксационных
нормативов.
Литература
1. Верхунов, П.М. Таксация леса: учебное пособие / П.М. Вер
хунов, В.Л. Черных. ЙошкарОла: МарГТУ, 2007. 395 с.
2. Гурский, А.А. Строение, рост и особенности таксации со
сняков ленточных боров Казахстана: дис. … канд. с.х.
наук / А.А. Гурский. Щучинск, 1974. 151 с.
3. Макаренко, А.А. Строение и рост загущенных сосновых
древостоев северозападной части Казахского мелкосопоч
ника и рубки ухода в них: дис. … канд. с.х. наук / А.А. Ма
каренко. АлмаАта, 1967. 262 с.
4. Никитин, К.Е. Лиственница на Украине / К.Е. Никитин.
Киев: Урожай, 1966. 331 с.
5. Третьяков, Н.В. Справочник таксатора / Н.В. Третьяков,
П.В. Горский, Г.Г. Самойлович. М.Л.: Гослесбумиздат, 1952.
854 с.
6. Тюрин, А.В. Таксация леса / А.В. Тюрин. М.: Гослесбумиз
дат, 1945. 376 с.
39