ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ РУБОК УХОДА НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ  И СОРТИМЕНТНУЮ СТРУКТУРУ ДРЕВОСТОЯ

 

Дроздова Е.В., Ковязин В.Ф. (СПГГУ, г.Санкт-Петербург, РФ)

 

Application of DSS MOTTI in impact analisys of thinning on the productivity of the stand and timber assortments.

 

Для анализа влияния рубок ухода на производительность и сортиментную структуру древостоя рекомендуется использовать компьютерную программу MOTTI.

MOTTI — это компьютерная система поддержки принятия решений в лесном хозяйстве, направленная на симуляцию различных сценариев роста и развития древостоя, а так же способная прогнозировать общую производительность древостоя за весь цикл лесовыращивания, начиная от лесовосстановительных работ и заканчивая рубкой главного пользования.

Выходные данные, представляемые симулятором показывают информацию о росте и изменении запаса, естественном отпаде, производству биомассы, а также финансовые расчеты и анализ, анализ уровня поглощения углерода лесным сообществом. MOTTI была разработана финским научно-исследовательским институтом леса METLA  и базируется на моделях хода роста типичных для Финляндии древостоев.

Модели хода роста и запасов древесины, используемые в симуляторе MOTTI основаны на данных, полученных со множества опытных объектов, заложенных в различных по составу и структуре финских лесах. Для составления моделей выбирались типичные для регионов древостои с наиболее часто встречающимся породным составом. Все модели были протестированы и откалиброваны на экспериментальных древостоях, заложенных финским исследовательским институтом METLA.

В рамках данного исследования в качестве опытного древостоя было взято насаждение, расположенное в шестом квартале, втором выделе Лисинского учебно-опытного лесничества СПбГЛТУ— лиственно-еловый одновозрастный древостой второго класса бонитета, который является характерным для лесов Ленинградской области и для региона Иматра Южной Финляндии. Схожие почвенно-климатические условия в этом случае позволяют применить финскую модель хода роста древостоя к российским условиям. Таксационная характеристика опытного объекта приведена в таблице 1.

Как видно из таблицы 1 — ель не является преобладающей (по запасу) породой, однако число стволов, которое составляет около 1700 шт/га является достаточным для формирования чистого ельника.  Поэтому в качестве хозяйственных распоряжений рекомендована интенсивная прочистка, которая приведет к созданию чистого ельника.

 

Таблица 1 — Таксационные характеристики древостоя

Древесная порода	Число стволов, шт/га	Сумма площадей сечений, м2/га	Объем древесины, м3/га	Средние
				Высота, м	Диаметр, см
Е	1764	6,86	32,19	9,19	11,43
Б	2597	7,06	33,79	9,86	7,03
Ос	1456	3,86	18,76	10,03	7,38

 

Симуляция проводилась по трем сценариям. В первом из них моделировался ход роста древостоя без человеческого вмешательства.

Второй сценарий описывает ход роста древостоя с проведением интенсивных рубок ухода в молодняках и коммерческих рубок ухода в соответствии с рекомендациями финского центра лесного развития TAPIO. Эти рекомендации легли в основу моделей, используемых нами в программе MOTTI.

Третий сценарий характеризует ход роста древостоя с проведением рубок ухода в молодняках и коммерческих рубок ухода в соответствии с «Правилами ухода за лесом».

В качестве нормативных документов, регламентирующих проведение лесохозяйственных мероприятий, с Российской стороны были выбраны Правила ухода за лесом, которые были утверждены 16 июля 2007 года. С Финской стороны – «Рекомендации по устойчивому лесоводству», которые используются как основной справочник для профессионалов лесного сектора.

Возраст рубки главного пользования для каждого из трех сценариев для справедливой оценки способов ведения лесного хозяйства одинаков — 81 год, который соответствует финским и российским нормативам.

Рубки ухода во втором сценарии проводились по следующей схеме:

1)    Прочистка в 20 лет с интенсивностью 70% по запасу, которая рекомендована хозяйственными распоряжениями для данного древостоя. При проведении этой рубки ухода были удалены все лиственные породы.

2)    Рубка прореживания проводилась в 35 лет со слабой интенсивностью — 15%, согласно Правилам рубок ухода за лесом.

3)    Проходная рубка проводилась в 55 лет с интенсивностью 20%, согласно Правилам рубок ухода за лесом. Такая слабая интенсивность коммерческих рубок ухода обоснована потенциальной опасностью разваливания древостоя при чрезмерном понижению полноты. К тому же существует значительная вероятность повреждения оставляемого древостоя ели при рубках ухода, что может привести к возникновению болезней и ослаблению древостоя в целом.

Рубки ухода в сценарии 3 проводились следующим образом:

1)      Прочистка в 20 лет с интенсивностью 50%. В составе насаждения оставлялась примесь березы, а осина полностью удалялась.

2)      Прореживание в 38 лет с интенсивностью 32%.

3)      проходная рубка в 52 года с интенсивностью 33%.

Общая производительность древостоя на момент рубки главного пользования для каждого сценария представлена в таблице 2 и 3.

 

Таблица 2 — Сортиментный выход древесины за весь цикл лесовыращивания

Сортименты	Сценарий 1	Сценарий 2	Сценарий 3
Пиловочник, м3/га	373,4	374,1	390,7
Балансы, м3/га	127,2	161,7	81,3
Остатки древесины, м3/га	8,1	47,9	41,1
Естественный отпад, м3/га	202,6	10,4	5,4
ИТОГО	711,3	594,1	518,5

 

Таблица 3 — Общая производительность древостоя за весь цикл лесовыращивания

 

На таблице 3 видно, что максимальная производительность древостоя наблюдается при естественном ходе развития насаждения. Многочисленные исследования как с финской [2], так и с российской стороны [1] показывают, что рубки ухода не способны увеличить общую производительность древостоя, а даже наоборот, приводят к ее снижению.  Что и наблюдается в данном опыте: общая производительность существенно выше у древостоя без рубок ухода, однако выход деловой древесины выше в ухоженном древостое. Максимальная разница (около 30%)в общей производительности древостоя наблюдается в сценарии 1 и 3, причем вся эта разница приходится на естественный отпад в сценарии 1. При этом объем выборки древесины при рубках ухода при симуляции по TAPIO равен величине естественного отпада в сценарии с естественным ходом развития. Таким образом, рубки ухода позволили изъять всю древесину, изначально обреченную на естественное усыхание и отпад.

Производительность древостоя в сценарии 3 намного меньше, чем в контрольном сценарии. Это может объясняться чрезмерной интенсивностью выборки при прочистке (70%), которая рекомендовалась в хозяйственных распоряжениях по данному выделу. Правила рубок ухода за лесом рекомендуют интенсивность рубок ухода в молодняках до 50%. Таким образом, слишком высокая интенсивность первой рубки стала причиной существенного уменьшения общей производительности древостоя. Выход деловой древесины в сценарии 3 практически не отличается от выхода в сценарии естественного роста древостоя, однако рубки ухода значительно улучшили качественный состав выращенной древесины.

Как и ожидалось, наибольший выход пиловочника наблюдается в сценарии 3. В большинстве случаев рубки ухода в российских древостоя направлены именно на получение большего количества качественной крупномерной древесины. Разница же в объемах пиловочника в сценарии 1 и 2 незначительна. Объем балансовой древесины больше в сценарии 2, причем большая часть древесины получена от проведения рубок ухода. Такая значительная разница в выходе балансовой древесины (почти в 2 раза) между сценарием 2 и сценарием 3 объясняется ориентированностью финских моделей на увеличение доли рубок ухода в общем количестве вырубаемой древесины, на более полное использование ресурсов лесных насаждений.

Из представленного выше опыта видно, что использование компьютерного моделирования в лесном хозяйстве позволяет оценивать общую производительность древостоя и производительность отдельных сортиментов в частности. Такие системы могут значительно упростить задачу управления лесными насаждениями, максимизировать прибыльность ведения лесного хозяйства в соответствии с поставленными целями.

Литература

1. Сеннов С.Н. Результаты длительных наблюдений за естественным ростом древостоев и влиянием на него рубок ухода. - СПб., 2008. - 29 с.

2.  Russian-Finnish seminar of thinnings 9.-11.11.1992.: Research notes 7/University of Joensuu, Faculty of Forestry. - Joensuu, 1993.