Научные концепции изучения строения насаждений

В древостоях

Важнейшие взаимосвязи таксационных показателей деревьев

Значение закономерностей в строении древостоев

Научные концепции изучения строения древостоев

Строения древостоев

Научно-методические основы изучения

Лекция 8

Общее представление о строении древостоев по таксационным показателям дает характер распределения числа деревьев лесу по их значениям. Например, распределение числа деревьев (N) по диаметру (d_1,3) в молодняках представляет собой убывающую кривую; в спелом лесу эта кривая близка к кривой нормального распределения; в разновозрастном лесу это могут быть выпуклые, растянутые или многовершинные кривые и т.д.

Исследованиями Вейзе, Вимменауэра в XIX в. было установлено, что в чистом однородном древостое число деревьев с диаметром на высоте
1,3 м меньше среднего диаметра древостоя (d_1,3<Д_ср) составляет 57,5%, а с диаметром больше среднего диаметра древостоя (d_1,3> Д_ср) составляет 42,5%.

В 1902 г. профессор Фекете расположил деревья в ельниках различных средних диаметров (Д_ср) в порядке возрастания диаметра на высоте 1,3 м (d_1,3). Он разделил ряд на 10 групп с равным числом стволов и для границ каждой из них определил средний диаметр (d_1,3). В результате им был сделан вывод, что у деревьев, ограничивающих определенный процент от их общего числа, диаметры будут заранее установленными величинами.

Положение дерева в древостое в порядке последовательного увеличения его диаметра на 1,3 м (d_1,3), выраженное в процентах от общего числа деревьев, было названо рангом дерева (Р_п), а относительные значения диаметров этих стволов в долях среднего диаметра (Д_ср) называются редукционными числами диаметра (Р_d).

Понятия рангов и редукционных чисел были распространены в последующем и на остальные таксационные показатели древостоя.

Исследования различных авторов (Назлунд, Ленрот, Проден, Галай и др.) показали, что редукционные числа таксационных показателей по рангам практически одинаковы в нормальных насаждениях различных пород и средних диаметров (Д_ср).

Профессор А.В.Тюрин в 1923 г. пришел к выводу, что распределение деревьев в процентах по ступеням толщины обусловлено лишь средним диаметром (Д_ср), независимо от среднего возраста (А_ср), породы, полноты, класса бонитета насаждений.

В 1927 г. он вводит понятие «естественная ступень толщины» - как размерность ступени диаметра, выраженная в десятых долях от среднего диаметра (Д_ср), принятого за 1,0. Такие относительные ступени являются общими для всех древостоев, что позволяет делать обобщения и выводы по строению леса.

А.В.Тюрин устанавливает «закон постоянства строения простых чистых одновозрастных насаждений» – процентное распределение деревьев по естественным ступеням толщины не зависит от породы, класса бонитета, полноты, среднего диаметра (Д_ср), лишь несколько зависит от возраста древостоя, и в большей мере – от интенсивности рубок ухода за лесом. Однако по однородности строения он все же выделил четыре категории древостоев: тонкомерные (Д_ср =10 см), среднемерные (Д_ср =20 см), толстомерные (Д_ср =30 см) и очень толстомерные (Д_ср=40 см).

Для обычных целей хозяйства он рекомендует пользоваться лишь двумя формами строения древостоев со средним диаметром больше 25 см и меньше 25 см (Д_ср≤ 25 см и > 25 см), а для общей характеристики строения предлагает ограничиться одним обобщенным рядом распределения деревьев.

Изучение строения смешанных и сложных насаждений продолжил профессор Н.В. Третьяков. Он установил «закон единства в строении насаждений» - строение элемента леса во всех случаях носит постоянный характер независимо от породы, класса бонитета, среднего возраста, полноты, доли участия в составе древостоя яруса.

Трудами отечественных ученых – профессорами Н.П.Анучиным, М.В.Давидовым, В.К. Захаровым, М.Л. Дворецким, К.Е. Никитиным, П.А.Соколовым и др. внесен значительный вклад в изучение строения древостоев различных пород, условий местопроизрастания, средних возрастов, возрастной структуры, различных полнот, состава древостоев и т.д.

В настоящее время создан новый аналитический метод изучения закономерностей строения насаждений, основанный на выявлении математическими методами природных факторов, влияющих на структуру леса, и моделирования строения древостоев.

Выявилось, что концепции постоянства и единства строения насаждений, выдвинутые в свое время профессором А.В. Тюриным и профессором. Н.В. Третьяковым, не являются универсальными, всеобщими. Они действуют лишь в узком диапазоне природных факторов (одинаковые породный состав, средний возраст, густота, строение и т.д.).

В рядах распределения деревьев по таксационным показателям в древостоях меняется место среднего дерева, редукционные числа по рангам, размах ряда и концентрация процента числа стволов в относительных ступенях таксационного показателя, величины асимметрии и эксцесса ряда.

По степени динамичности строения от природных факторов выделяются четыре группы таксационных показателей древостоев:

а) с весьма динамичной структурой: d_1,3 , V_ств, Z_g, Z_v

б) с существенным влиянием возраста леса: h, hf, Z_d, Z_h, P_d, P_h, P_v.

в) с малым изменением от структурообразующих факторов: l_кр, Р_кр.

г) с однородным строением описываются различными уравнениями Пирсона, Грамма-Шарлье типа А, нормального распределения и другими (r –распределение, β - распределение Пуассона и др).

Таким образом, закономерности строения древостоев носят статистический характер. Отсюда следует важный для практики лесного хозяйства вывод о необходимости разработки и применения дифференцированных нормативных материалов для таксации древостоев (таблицы, формулы, номограммы и т.д.) вместо всеобщих.

Одной из краеугольных основ в лесной таксации является выдвинутая и обоснованная теория среднего дерева древостоя. Согласно ее дерево, среднее по диаметру (d_1,3), признается средним и по всем остальным таксационным показателям. Следовательно, редукционные числа всех таксационных показателей для среднего дерева древостоя составляют 1,0 и их ранги одинаковы.

Ранг среднего дерева зависит от ряда природных факторов (порода и состав древостоя яруса, лесорастительные условия, средний возраст, густота, возрастная структура) и колеблется в пределах 51 – 60 %.

Между относительными ступенями толщины и редукционными числами остальных таксационных показателей существует зависимость, описываемая уравнением параболы.