Распределение площади участков леса после рубок прореживания и проходных

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ УЧАСТКОВ ЛЕСА

ПОСЛЕ РУБОК ПРОРЕЖИВАНИЯ И ПРОХОДНЫХ

Мазуркин П.М., Бедертдинов А.Н. (МарГТУ, г. Йошкар-Ола, РФ)

It Is Shown possibility of statistical modeling of distribution to areas of choppings of care for wood on annual reports of ranger stations

В Таирском лесничестве Кокшайского лесхоза РМЭ в 1999 году были обработаны рубками ухода 33 участка леса. Максимальная площадь участка, пройденного рубками ухода, составляет 26,0 га, а минимальная площадь - 0,6 га (табл. 1, приведена частично). Методика обследования учтенных за один календарный год вырубок исходит из того, что все рассматриваемые участки образуют своеобразную территориальную популяцию.

Таблица 1 - Площадь участков Таирского лесничества по рубкам ухода за лесом 1999 года, га

№№	Площадь	Ранг	Рубки ухода в месяц:		Вид рубки:
п/п*			№ месяца	площадь	Проходн.	Обновл.	Прореж.	Санитар.
1 2 3 4 и т.д.	19.1 16.0 0.6 8.5	2 3 26 8	1 1 1 2	35.7 8.5				19.1 16.0 0.6 8.5
Всего	217.1			217.1	70.0	43.8	25.8	77.3

*Номер по порядку характеризует первичные исходные данные, представленные лесхозом.

Среднеарифметическое значение площади участка не имеет биологического (экологического) смысла, поэтому необходимо искать сложные зависимости в распределениях площади. Причем, в отличие от работы [1], не требуется разработки шкалы распределения, так как выборка мала. Статистические выборки участков леса, выделенных ежегодно для проведения рубок ухода, по каждому лесничеству имеют вполне определенный содержательный смысл. Тогда выборку по табл. 1 следует рассматривать как множество разнородных по площади участков, а затем только учитывать отдельные таксационные показатели.

Известно, что чем больше размер живого организма, которым несомненно является весь участок леса, то тем экономичнее процессы жизнедеятельности. Поэтому, если считать обработанные участки как некоторое сообщество распластанных по земле условных организмов, то их возможно расположить по убыванию размера участка, то есть по показателю площади.

Ранг присваивается следующим образом. Нулевой ранг получает самый крупный участок леса, по табл. 1 это участок №8 площадью 26,0 га. Затем ранги последовательно от нуля и далее получают те участки леса, которые имеют все меньшую площадь. Если несколько участков леса имеют одинаковую площадь, то они приобретают один и тот же ранг, а различие между ними уже будет определяться по другим таксационным показателям. Поэтому в табл. 1 все 33 участка распределяются по 26 рангам.

Помесячную работу лесничества по рубкам ухода возможно оценить, если каждый участок леса четко соотнесен по плану во времени проведения рубки. Некоторые участки обрабатываются с разрывом во времени. Лесничеству четко необходимо наладить отчетность по месяцам. разбивая выполнение по долям площади. В табл. 1 нами принято, что участок №12 площадью 13,0 га разделяется так: в июне - 6 га, а в июле - 7 га. Остальные участки оказались распределенными целиком по соответствующим месяцам года.

В табл. 1 также показано, что по видам рубки значения площади переносятся в соответствующие столбцы: проходные рубки и др. Поэтому получаются четыре частных ранговых распределения, параметры которых возможно определять двумя путями: во-первых, с использованием значений общего для всех участков ранга ; во-вторых, с использованием частного, то есть действительного только для данного вида рубки кода рангового распределения. Сравнение двух закономерностей по одной и той же частной выборке вида рубки дает дополнительную информацию, объясняющую поведение лесничества при рубках ухода за лесом и отклик участка после проведения рубки. При этом суммарное значение площади по видам рубки также возможно моделировать ранговым распределением.

В табл. 2 приведены пример по результатам моделирования. Зависимость, содержащая две части из устойчивых законов, получила вид

. (1)

Первая составляющая формулы (1) описывает общеизвестный лесоводам факт измельчения участков леса, причем это измельчение по площади происходит по закону гибели Ципфа-Парето-Мандельброта, то есть наблюдается классический устойчивый закон распределения. А вот вторая составляющая, изменяющаяся по биотехническому закону проф. П.М. Мазуркина, характеризует стрессовое возбуждение лесного ареала, то есть лес как живой организм до определенного размера участка активно сопротивляется первой тенденции измельчения, а значит сопротивляется техногенному воздействию лесозаготовителей, да и самих лесохозяйственников.

Максимальная относительная погрешность формулы (1) составляет 16,17%, поэтому доверительная вероятность статистической модели будет не ниже 83,83%. Эксперименты на ПЭВМ показали, что возможна третья волновая составляющая, однако она изменяется только до 0,7 га в интервале ранга от 1 до 7. Но она вполне вероятна для других лесничеств. А для Таирского лесничества малозаметна и повышает точность модели только до .

Составляющие формулы (1) дают новую апостериорную информацию.

В табл. 1 точность расчетных значений доведена до десятитысячной, по мере повышения ранга площадь уменьшается от 258573 до 5 м². Таким образом, последние несколько рангов по первой составляющей модели (1) сопоставимы с площадью места произрастания одного дерева. Действительно, существует граница снижения площади участка леса как сообщества определенного количества деревьев, после которой участок будет деградировать сам по себе. Для условий произрастания лесов в Таирском лесничестве площадь выдела не должна быть меньше 1,5 га (поэтому ранги 25 и 26 исключились).

Таблица 2 - Ранговое распределение вырубок от рубок ухода 1999года по Таирскому лесничеству, га

Ранг

Площадь

Расчетные значения по модели (1):

Составляющие модели:

26.0

20.0

19.1

16.0

13.0

12.0

10.3

9.5

8.5

8.0

7.0

6.0

5.4

4.7

4.1

4.0

3.7

3.1

3.0

2.8

2.3

2.1

1.8

1.4

1.3

25.85

20.81

18.00

15.69

13.75

12.10

10.70

9.50

8.46

7.55

6.74

6.03

5.40

4.84

4.34

3.89

3.49

3.14

2.82

2.54

2.28

2.05

1.85

1.67

1.50

0.14

-0.81

1.10

0.31

-0.75

-0.10

-0.40

-0.00

0.04

0.45

0.26

-0.03

-0.00

-0.14

-0.24

0.11

0.21

-0.04

0.18

0.26

0.02

0.05

-0.05

-0.27

-0.20

0.54

-3.89

6.11

1.98

-5.45

-0.83

-3.74

-0.02

0.47

0.06

3.86

-0.50

-0.04

-2.89

-5.53

2.83

6.02

-1.27

6.00

10.24

0.88

2.44

-2.70

-16.17

-13.33

25.8573

16.5011

10.5304

6.7201

4.2885

2.7367

1.7465

1.1145

0.7113

0.4539

0.2897

0.1848

0.1180

0.0753

0.0480

0.0307

0.0196

0.0125

0.0080

0.0051

0.0032

0.0021

0.0013

0.0008

0.0005

0.00

4.31

7.47

8.97

9.46

9.37

8.96

8.39

7.75

7.09

6.45

5.83

5.28

4.76

4.29

3.86

3.47

3.13

2.81

2.53

2.28

2.05

1.85

1.67

1.50

Это критическое значение видно из табл. 2 по второй составляющей. При этом значение приобретает при ранге 4 максимальное стрессовое положительное возбуждение древостоя в 9,46 га. Так откликается лесной массив Таирского лесничества на возможность гибели после рубок ухода. Леса чутко реагируют на изменение площади по отдельным выделам, на которых проводятся рубки ухода. Оптимальная площадь таксационного выдела составляет 12-14 га. Лесохозяйственными мерами, укрупняя мелкие вырубки, необходимо стремиться к этому значению площади участка леса.

Литература

1. Мазуркин П.М., Фадеев А.Н. О статистической теории лесозаготовки. - Лесной журнал. 1999. №5. -С.41-46.

2. Бедертдинов А.Н. Циклическое размещение деревьев после рубок ухода // Материалы VI Международной конференции "Циклы природы и общества". Часть 2. -Ставрополь: Изд-во Ставроп. ун-та, 1998. - С. 179-182.