ПРОДУКТИВНОСТЬ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ ЛИСТВЕННИЧНОГО ДРЕВОСТОЯ НА ТЕРРИТОРИИ УЛЬЧСКОГО ЛЕСХОЗА ХАБАРОВСКОГО КРАЯ

 

Выводцев Н.В., Сомов Е.В., Шаморов М.А. (ТОГУ, г. Хабаровск, РФ)

 

The results of studying the productivity of aboveground phytomass of larch forest in territory of timber enterprise «Ulchsky leshoz» in Khabarovsk region (Russia)

 

В настоящее время являются актуальными исследования продуктивности фитомассы насаждений на локальных территориальных уровнях. Начиная работу по исследованию продуктивности фитомассы лиственничников на различных участках бассейна Амура, была заложена пробная площадь в квартале 15 (выдел 4) Богородского лесничества Ульчского лесхоза Хабаровского края. Закладка пробы осуществлялась в соответствии с ОСТ 56-69-83. Площадь пробы 0,32 га. Таксационная характеристика насаждения представлена в табл. 1.

 

Таблица 1 – Таксационная характеристика насаждения пробной площади

Подрост: 5Е3П2Л (25) 3,0 м, 10,0 тыс. шт./га, благонадежный; подлесок: Рн, Сп, Олс; редкий; покров: осоки, вейник, папоротники, лесное мелкотравье, зеленые мхи; почва: дерново-подзолистая глеевая; положение и рельеф: склон З-18.

 

Ряд распределения деревьев лиственницы по ступеням толщины представлен в табл. 2.

 

Таблица 2 – Ряд распределения деревьев лиственницы по ступеням толщины

 

Модельные деревья лиственницы средние по диаметру, высоте и размерам кроны были срублены в ступенях толщины 12, 20, 28, 36 и 44 по одному в каждой ступени. Перед рубкой каждого дерева измерялась ширина проекции кроны (с севера на юг и с запада на восток), определялся класс Крафта. У спиленного дерева измеряли длину ствола от комля до конца вершинки, длину кроны и длину бессучковой части.

Продуктивность надземной фитомассы оценивалась по следующим фракциям: древесная зелень (с определением выхода чистой хвои), шишки (текущего года и прошлогодние раздельно), древесина ветвей (живых и сухих раздельно), кора ветвей, кора ствола, древесина ствола.

Сырая масса древесной зелени, шишек текущего года и прошлогодних, древесины (в коре) живых и сухих ветвей определялась непосредственным взвешиванием.

Для определения выхода сухого вещества из различных фракций фитомассы в нижней, средней и верхней частях кроны брались навески древесной зелени, шишек текущего года и древесины живых ветвей. Кроме того, в средней части кроны брались навески прошлогодних шишек, а в нижней части – навески древесины сухих ветвей. Навески взвешивались сначала в сыром состоянии, затем высушивались до абсолютно сухого состояния и взвешивались повторно. Для определения выхода сухого вещества чистой хвои, после взвешивания навесок древесной зелени в абсолютно сухом состоянии хвоя отделялась от побегов и взвешивалась повторно.

Для определения выхода коры от сырой массы ветвей, освобожденные от шишек и древесной зелени ветви, раскладывались в отдельные кучи по ступеням толщины ветвей. Ступени толщины для ветвей принимались равными 1 см. Диаметр ветви измерялся в месте среза. Затем определялся вес каждой кучи. После этого, из каждой кучи выбиралась одна средняя по диаметру и длине ветвь, которая взвешивалась, после чего с нее снималась и взвешивалась кора. Полученный в результате процент выхода коры от массы ветви определенной ступени толщины принимался как процент выхода коры для всех ветвей данной ступени толщины. Исходя из этого, определялась сырая масса коры ветвей.

Для определения выхода сухого вещества из коры ветвей, кора, снятая с ветвей различных ступеней толщины, высушивалась до абсолютно сухого состояния и взвешивалась. Полученный в результате процент выхода сухого вещества из коры ветви определенной ступени толщины принимался как процент выхода сухого вещества из коры всех ветвей данной ступени толщины.

Масса сухого вещества древесины и коры ствола определялась через объем фракций и базисную плотность. Для определения объема древесины и коры ствола древесный ствол разделяли на секции длиной 2 м, на середине которых, а также у шейки корня, выпиливали диски поперечных сечений ствола. Для определения базисной плотности коры ствола определялся объем и масса абсолютно сухого вещества коры дисков. Для этого измерялась толщина дисков с четырех сторон с точностью 1 мм, диаметр дисков в коре и без коры в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (С-Ю и З-В), а также масса отделенной от дисков и высушенной до абсолютно сухого состояния коры.

В виду отсутствия возможности сушки древесины в относительной близости с местом закладки пробной площади, а также в связи с удаленностью пробной площади от г. Хабаровска на расстояние свыше 800 км, что делает транспортировку дисков трудноосуществимой, для определения базисной плотности древесины ствола использовался более трудоемкий, но для нас технически более приемлемый способ. Диски поперечных сечений измерялись в соответствии с методикой анализа ствола на ход роста. Затем из дисков выкалывались образцы древесины, соответствующие 10-летним периодам роста дерева, по 2 образца для каждого периода (с северной и южной стороны) с направлением волокон древесины вдоль длинной стороны образца. Образцы кодировались с обозначением номера модельного дерева, высоты среза, возрастного периода и стороны света.

После доставки в лабораторию размеры образцов доводились до 7х7х20 мм с устранением неровностей, образующихся при скалывании, а также шероховатостей торцов. Визуальным осмотром определялось наличие мелких сучков, смоляных кармашков, трещин, которые вырезались из тела образца. Затем образцы высушивались до абсолютно сухого состояния, после чего определялась их плотность пикнометрическим способом. Использовали пикнометр ПТ-50. Необходимые взвешивания пикнометра и образцов производили на аналитических весах ВЛ-120 с точностью 0,001 г. Всего было исследовано 640 образцов древесины.

Поскольку при влажности древесины равной влажности свежесрубленной древесины парциальная плотность идентична базисной плотности, а также поскольку влажность древесины в воздушно сухом состоянии (потерявшие часть влаги образцы) всегда больше 30%, то базисная плотность образцов может быть определена через зависимость между парциальной плотностью при влажности древесины более 30% и плотностью в абсолютно сухом состоянии /Боровиков, Уголев, 1989/.

Парциальная плотность древесины ρ_w1 определяется через плотность древесины при данной влажности:

где ρ_w – плотность древесины при данной влажности W.

Плотность древесины ρ_w при влажности W≥30 % определяется по формуле

где ρ₀ – плотность древесины в абсолютно сухом состоянии; K_α – коэффициент объемного разбухания.

Учитывая вышеприведенные заключения и зависимости, базисная плотность ρ_б выражается через плотность древесины в абсолютно сухом состоянии:

При K_α = 0,57 (для лиственницы Гмелина) /Боровиков, Уголев, 1989/,        ρ_б = 0,854 ρ₀ .

После получения базисной плотности образцов по данным анализа хода роста получали объем свежесрубленной древесины для каждого 10-летнего периода в пределах одной 2-х метровой секции. Зная базисную плотность этого объема древесины (среднее значение плотности северной и южной стороны), получали его сухую массу. Сумма масс древесины всех 10-летних периодов в пределах секции (включая неполный период на периферии, а также неполные периоды у сердцевины на высоте срезов отличных от нуля) дают массу секции. Масса всех секций и вершинки дает массу древесины ствола. Для снижения трудоемкости расчетов использовался пакет Exel 2003. Планируется исследование точности данного метода и при получении приемлемых результатов, а также некоторых технических усовершенствованиях (специальное сверло для получения образцов) метод может быть использован для исследований в удаленных северных районах.

По значениям продуктивности фракций надземной фитомассы модельных деревьев были получены зависимости продуктивности фракций от ступени толщины деревьев с коэффициентами детерминации R² ≥ 0,8. По полученным моделям находились значения продуктивности фракций для всех ступеней толщины лиственницы на пробной площади. Продуктивность надземной фитомассы исследуемого древостоя в переводе на 1 га представлена в таблице 3.

 

Таблица 3 – Продуктивность надземной фитомассы лиственничного древостоя

 

Из данных таблицы выявляются следующие соотношения фракций (абсолютно сухое вещество): масса крон составляет 29,6%; древесной зелени – 4,1%; ветвей (живых и сухих) в коре – 22,9%; шишек текущ. года (показатель будет варьировать от урожайности) – 0,2%; коры стволов – 5,3% от массы надземной части древостоя; масса хвои составляет 61,9% от массы древесной зелени и 8,6% от массы крон; масса коры ветвей составляет 9,2% от массы ветвей в коре.